专题讲座 化学反应速率和化学平衡图像题的解题方法

专题讲座化学反应速率和化学平衡图像题的解题方法第一页，共32页。一、常见化学反应速率和化学平衡图像类型1．物质的量(或浓度)—时间图像此类图像要注意各曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系。第二页，共32页。第二页，共32页。2．速率—时间图像此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。第三页，共32页。第三页，共32页。3．全程速率—时间图像如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现的情况，如右图所示，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐增，导致反应速率的渐增；BC增(v渐小)，则主要因为随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率的渐小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。第四页，共32页。第四页，共32页。4．含量—时间—温度(压强)图像常见的形式有如下图所示的几种(C%指某生成物百分含量，B%指某反应物百分含量)，这种图像的折点表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定T(p)的高低(大小)，水平线高低对应平衡移动方向。第五页，共32页。第五页，共32页。此类题斜率大的反应快，先达到平衡(先拐先平)。

第六页，共32页。第六页，共32页。5.速率—压强(或温度)图像特点：曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大后正反应速率增大得快，平衡向正向移动。第七页，共32页。第七页，共32页。6．恒压(温)线该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有(如下图所示)：解决这类图像题，采用“定一议二”，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。第八页，共32页。第八页，共32页。第九页，共32页。第九页，共32页。第十页，共32页。第十页，共32页。二、一般解题思路这类题目是讨论自变量x(如时间、温度、压强等)与函数值y(如物质的量、浓度、质量分数、转化率等)之间的定量或定性关系。因此，要运用数学方法解决此类题目。第十一页，共32页。第十一页，共32页。三、突破化学反应速率，化学平衡图像题的“三种”手段1．从“断点”着手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，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。第十二页，共32页。第十二页，共32页。第十三页，共32页。第十三页，共32页。A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态解析A项，根据先拐先平知，乙的温度高，升高温度，SO2的含量降低，正反应是吸热反应，与题反应相矛盾，A项错误；B项使用催化剂，v正、v逆同时增大，且倍数相同，断点应在原平衡反应速率之上，B项正确；C项增大O2浓度，正反应速率会突然增大且图像上“断点”应在原平衡速率之上，但逆反应速率应在原来的基础上逐渐增大，C项错误；D项，a、b、c三点都是在不同温度下的平衡线上，D项错误。答案B第十四页，共32页。第十四页，共32页。2．从“拐点”入手同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。第十五页，共32页。第十五页，共32页。A．T1<T2，p1<p2，a＋b>c，正反应为吸热反应B．T1>T2，p1<p2，a＋b<c，正反应为吸热反应C．T1<T2，p1>p2，a＋b<c，正反应为吸热反应D．T1>T2，p1>p2，a＋b>c，正反应为放热反应第十六页，共32页。第十六页，共32页。解析解答该题要综合运用“定一议二”和“先拐先平”。由(T1，p1)和(T1，p2)两条曲线可以看出：①温度(T1)相同，但压强为p2时先出现“拐点”，达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以p2>p1；②压强较大(即压强为p2)时对应的w(B)较大，说明增大压强平衡逆向移动，则a＋b<c。由(T1，p2)和(T2，p2)两条曲线可以看出：①压强(p2)相同，但温度为T1时先出现“拐点”，达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以T1>T2；②温度较高(即温度为T1)时对应的w(B)较小，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应。答案B第十七页，共32页。第十七页，共32页。3．从曲线的变化趋势着手对于速率—温度(或压强)图像，由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲线。根据温度或压强对化学反应速率的影响，可以判断速率曲线的变化趋势。需要注意的是：(1)温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同；(2)分析外界条件对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。第十八页，共32页。第十八页，共32页。第十九页，共32页。第十九页，共32页。解析图像中有三个量，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论T与A的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应；定温度，讨论压强与A的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即m＋n>p＋q。答案D第二十页，共32页。第二十页，共32页。第二十一页，共32页。第二十一页，共32页。A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol·L－1B．由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为80C．达平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示D．压强为0.50MPa时，不同温度下SO2的平衡转化率与温度关系如图丙，则T2>T1解析：由题图甲计算可得B点SO2的平衡浓度为0.03mol·L－1，A点对应温度下的平衡常数为800，A、B均不正确；达到平衡后，缩小容器体积，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动，v′(正)>v′(逆)，故C项正确；D项，题图丙中T1先达到平衡，T1>T2。答案：C第二十二页，共32页。第二十二页，共32页。2．(2014年高考福建卷)在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是()(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1<c2)第二十三页，共32页。第二十三页，共32页。第二十四页，共32页。第二十四页，共32页。答案：A

第二十五页，共32页。第二十五页，共32页。A．A、B、C为气体，D不是气体B．A、B为气体，C、D有一种为气体C．C、D为气体，A、B有一种为气体D．C、D有一种为气体，A、B都不是气体第二十六页，共32页。第二十六页，共32页。解析：由图像看出，增大压强，v′(正)和v′(逆)都增大，但v′(逆)增大得更多，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应方向为气体体积减小的方向，A、B错误，C正确；如果C、D有一种是气体，A、B不是气体，则v′(正)在压强增大时应不变，D错误。答案：C第二十七页，共32页。第二十七页，共32页。4．(2015年肇庆模拟)下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是()第二十八页，共32页。第二十八页，共32页。A．a是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0B．b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，A是使用催化剂时的曲线C．c是一定条件