5热点题型8化学反应速率与化学平衡图像题

1、出人工或拗的£2热点题型8化学反应速率与化学平衡图像题变化观念与平衡思想突破一利用速率-时间图像的“断点”探究外因对化学反应速率和化学平衡的影响热点精讲1.当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况做出判断。2.速率-时间图像（1）改变反应物的浓度（无断点）（2）改变生成物的浓度（无断点）植小小地物的褴度改变气体体系的压强（有断点）对于正反应方向为气体体积增大（或减小）的反应对于反应前后气体体积不变的反应（4）改变温度（有断点）对于正反应放热（或吸热）的反应平曲小神动岫大

2、月应博的平箭正向秘M城小反应物的法度 ftB时移动0平急正向移幼平街向体冉机减小 的方向程面平武网气体体砒大的力向楼动府小压崩 r11平衡不样动增大压懂仙幽或仇正I' . 叫d；r 荷幽产幽 不而出,川避阳大坨愠叫it）片适）娥小田理加催化剂(有断点)特别提醒条件增强，曲线在原图像的上方；条件减弱 ，曲线在原图像的下方。(2)浓度改变时，图像曲线一条无断点，一条有断点；其他条件改变时，图像曲线均有断热点精练1.对于反应2SO2(g)+02(g)2SOa(g) AH <0已达平衡，如果其他条件不变时，分别(O ti：改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相

3、符的是V V逆；ti时改变条件，t2时重新建立平衡)()匕升高里度I)加入林化制解析：选C。分析时要注意改变条件瞬间V正、V逆的变化。增加 O2的浓度，V正瞬间增大，V逆瞬间不变，A正确；增大压强，V正、 v逆都瞬间增大，v正增大的倍数大于 v逆，B正确；升高温度，V正、V逆都瞬间增大，速率曲线是不连续的，C错误；加入催化剂，V正、V 逆同时同倍数增大，D正确。2.在一密闭容器中发生反应 N2+3H22NH3 AH<0,达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。加t F h如h 玩h回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是 (填字母，下同)。A .t0 tlB

4、.tl t2C.t2 t3D.t3 t4E.t4 t5F .t5 t6(2)判断tl、t3、t4时刻分别改变的一个条件。A .增大压强B ,减小压强C.升高温度 D .降低温度 E,加催化剂F.充入氮气tl时刻； t3时刻； t4时刻。(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是 。A . totlB . t2t3C . t3t4D . t5t6(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。解析：(1)根据图示可知，totl、t2t3、t3t4、t5t6时间段内，V正、V逆相等，反应处 于平衡状态。(2)t1时，V正、

5、V逆同时增大，且V逆增大得更多，平衡向逆反应方向移动，所以 t1时改变的条件是升高温度。t3时，V正、V逆同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，V正、V逆同时减小，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知，t1t2、t4t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0t1时间段的低，所以t0t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部 分NH3, V逆瞬间减小，然后逐渐增大，而V正在原来基础上逐渐减小，在t7时刻二者相等， 反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。答案：(1)ACDF (2)C E B

6、 (3)A(4)突破二常规图像分类突破热点精讲1.图像类型浓度-时间如 A(g) + B(g) AB(g)（2）含量-时间-温度（压强）（C%指某产物的气体体积分数,B%指某反应物的气体体积分数 ）t人九正反应为敏豹反庖）恒压（或恒温）线（a表示某反应物的转化率， 就表示某反应物的气体体积分数 ）图，若pi>p2>p3,则正反应为气体体积减小的反应，AH<0;图，若Ti>T2,则正反应为气体体积增大的反应，AH<0。(4)几种特殊图像如下图，对于化学反应：mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g), M点前，表示化学反应从反应物开始，则 VF>V逆；

7、M点为刚达到的平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或 C的百分含量减少，平衡左移，故正反应AH<0。如下图，对于化学反应 mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g), L线上所有的点都是平衡点。L线左上方的点(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系中的A的百分含量，所以，E点v正>丫逆；则L线右下方的点(F点)，v正<丫逆。2 .解题步骤一界面，缴、横坐怀的意义)二看般(统的走向和变化趋势)三款炊卜总点，携出.港点)叫看埔曲蝗 ( 业II等眼线、等压线、平鹤) 北拧贵的堡化(如冰度些化、温慢变化) 联想平衡移动嫁寓 仆甫外界或冷对化学反应速

8、率、化学咧彝通的浇喇利田原理.精合阍像.分析阙懂中所代表化 学反应速率变化或化学半街的线.做出判断3 .解题技巧(1)先拐先平在含量(转化率)-时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示 温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要做辅 助线。(3)三步分析法一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。热点精练3.有一化学平衡 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图表示的是 A的转化率与压强、 温度的关系。下列叙述正确的是()A .正反应是放热反应；m+

9、n>p+qB .正反应是吸热反应；m+ n<p+ qC.正反应是放热反应；m+ n<p+ qD .正反应是吸热反应；m+n>p+q解析：选D。图像中有三个变量，应先确定一个量不变来分别讨论另外两个量之间的关系。确定压强不变，讨论T与A的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A的转化率越大，说明正反应是吸热反应；确定温度不变，讨论压强与A的转化率的关系：同一温度下 ，压强越大，A的转化率越大，说明正反应是气体体积缩小的反应，即m+n>p+ q。4 .(双选)(2020德州高三模拟)T0时，在2 L的密闭容器中发生反应：X(g) +Y(g)Z(g)(未配平)，各物质的物

10、质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为Ti、T2时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是()B. T0时，从反应开始到平衡时：v(X) = 0.083 mol L 1 - min 1C.图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%D. Ti时，若该反应的平衡常数K为50,则Ti<T0解析：选AD o根据“先拐先平，数值大”的原则可推知，Ti>T2,温度越高，X的物质0.3 mol 0.05 mol的量越大，则平衡向左移动，正反应是放热反应，A项正确；v(X)=2 LX 3 min *042, 0.4 mol - 0.15 mol _

11、 _molminB项不正确；Y的转化率为07mox100%=62.5%, C项不正确;由图a可知，X、Y、Z的物质的量变化之比为1 ： 1 ： 2,则反应为X(g)+Y(g) 2Z(g),则0.5 2TT0时平衡常数为。丁33.3<50,由A项分析可知，该反应为放热反应，故平衡常 0.050.15X 数越小，温度越高，D项正确。5.臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g) +03(g)闭容器中进行，相关图像如下，其中对应分析结论正确的是N2O5(g) + 02(g)。若此反应在恒容密()解析：选Co A项,由图可知，该反应为放热反应，平衡后升高温度，平衡逆向移动，N02含量升高，错误；B1

12、10.4 mol L1项，02 s 内，v(O3) = 2v(NO2)=-x2"S= 0.1 mol L 1 s 1,错误；C项，升高温度，N02含量升高，速率增大，v正：b点>a点，b点反应逆向进行，故v逆>v正，正确；D项，tl时再充入 03,平衡正向移动，VF>V逆，错误。突破三新型图像突破热点精讲新型图像往往根据实际工业生产，结合图像，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力,在高考中受到命题者的青睐。1.转化率-投料比-温度图像例工 将燃煤废气中的C02转化为甲醛的反应原理为催化剂2CO2(g) +

13、6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)o已知在压强为 a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时,C02的转化率如图:此反应(填“放热”或“吸热”)；若温度不变，增大投料比n(H2)/n(CO2),则平衡常数K将(填“增大” “减小”或“不变” )。【解析】 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越小，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。平衡常数只与温度有关，不随投料比的变化而变化。【答案】 放热不变2 .根据图像判断投料比例 采用一种新型的催化剂(主要成分是 Cu-Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醛 (DME)。主反应：2CO(g) + 4H2(g)CH 3OCH3(g)

14、+ H 2O(g)副反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+2H2(g)CH30H(g)测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。7;三营二血 40 SILO 2.0 1口 仆 矶MrMHQi 则催化剂中n(Mn)/ n(Cu)约为 时最有利于二甲醛的合成。【解析】由题图可知，当催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为2.0时，CO的转化率最大，生成的二甲醛最多，同时副产物的产率相对较小。【答案】2.03.废物回收及污染处理图像例(1)一定条件下，用F&O3、NiO或Cr2O3做催化剂对燃煤烟气进行回收，反应为一 一 催化剂 一 一2CO(g) +

15、SO2(g)2CO2(g) + S(l) AH = - 270 kJ mol 1。其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1, Fe2O3和NiO做催化剂均能使 SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是某科研小组用 F&O3做催化剂，在380 C时，分别研究了 n(CO) : n(SO2)为1 ： 1、3 ： 1 时SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO) : n(SO2)=3 ： 1的变化曲线为 。(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要研究课题。某研究小组在实验室以 Ag-

16、ZSM-5为催化剂，测彳# NO转化为N2的转化率随反应 温度变化的情况如图 3所示。M/化为*的悻化O配E时制式接廿用为可附产率 , CO和斐的百分率 MWWMmI-1 条件 F+NOi£h；'h-图3若不使用CO,温度超过775 K时，发现 NO的分解率降低，其可能的原因是;在n(NO)/ n(CO) = 1的条件下,应控制的最佳温度在左右OSO2转化率，从870 K【答案】Fe2O3做催化剂时，在相对较低温度下即可获得较高的而节约能源a(2)NO的分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应正向进行热点精练6.(双选)(2020滨州高三月考)将一定量氨基甲酸钱(NH 2C

17、OONH 4)加入密闭容器中，发生 反应NH2COONH 4(s) 2NH3(g) + CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数 (一lg K)随温度(T)的 变化曲线如图所示，A .该反应的 AH>0B. NH 3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态C. A点对应状态的平衡常数K(A)为102.294D . 30 c时，B点对应状态的 v正v逆解析：选BD。此题的关键是弄清一lg K越小，K越大，由图中数据可知，随温度升高，-lg K逐渐减小，说明随温度升高，化学平衡向右移动，正反应为吸热反应，A项正确；由一、2反应NH2COONH 4(s)2NH 3(g)+ CO2(g)可知，氨的

18、体积分数始终为 .，为恒重，B项错误；3A点时，一lg K= 2.294, C项正确；由B点对应的数值可知，此时Qc>K,反应向逆反应方向 进行，v正<v逆，D项错误。7.(双选)以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g) + 6H2(g)CH3CH20H(g)+ 3H2O(g)。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量之比为 1 ： 3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()SHtTtXI 嵬融 J7KA. a点的平衡常数小于 b点B. b 点，v 正(CO2) = v逆(H2O)C. a点，H2和H2O的

19、物质的量相等D.其他条件恒定，充入更多H2, v(CO2)增大解析：选CD。从图像可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故平衡常数：a>b, A错误；b点只能说明该温度下，CO2和H2O的 浓度相等，不能说明v正(CO2) = v逆(H2O), B错误；从图像可知，a点H2和H2O的物质的量 百分数相等，故物质的量相等，C正确；其他条件恒定，充入更多H2,使反应物浓度增大， 正反应速率增大，即v(CO2)增大，D正确。8. (2017高考全国卷II, 27, 14分)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制 备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H 8)的热化学方程式如下： C4H10(g)=C4H 8(g)+H2(g) AH1-公一1一已知： C4H10(g)+ ,O2(g)=C4H8(g) + H2O(g)AH2=- 119 kJ mol 11 H 2(g) + O2(g)=H 2O(g)AH 3= 242 kJ mol反应的AH1为kJ mol1o图（a）是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x 0.1（填“大于”或“小于”）;欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是（填标号）。B.降低温度D.降低压强A.升高温