5 热点题型9 化学反应速率与化学平衡图像题

热点题型9

化学反应速率与化学平衡图像题热点一衡的影响

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-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作出判断。2.速率时间图像改变反应物的浓度(无断点)改变生成物的浓度(无断点)改变气体体系的压强(有断点)①对于正反应方向为气体体积增大(或减小)的反应②对于反应前后气体体积不变的反应改变温度(有断点)

223逆223逆逆正对于正反应放热(或吸热)的反应加催化剂(有断点)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)度改变，图像曲线一条无断，一条有断点；其他条件改变时图像曲线均有断点。1．对于反(g)＋(g)(g)已达平衡，如果其他条件不变时分别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符的是(Ot：正＝v逆；t时改变条件，时重新建立平衡)()解析C时要注意改变条件瞬间

的变化氧气的浓，v

增大，v瞬间不，A正确；增大压，v都增大v增大的倍数

2230112334455223011233445513134012345667逆大于v，正确；升高温，vv都瞬间增大v增大的倍数大于v，C项错误；加入催化剂，v

、v同时同等倍数增，D项正确。2．在一密容器中发生反应N(g)＋3H2NH(g)，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。回答下列问题：处于平衡状态的时间段是_______(填字母，下同。A．～tC．t～t．t～t

B．t～tD．t～tF．t～t判断t、t、t时刻分别改变的一个条件。A．增大强C．升高温度．加催化剂

B．减小压强D．降低温度F．充入氮气t时刻_______；时_t时刻________依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是________。A．～tC．t～t

B．t～tD．t～t如果在t时刻，从反应体系中分离出部分氨，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：根据图示可知，t0t2ttt、t5t时间段内v

、v

相等，反应处于平衡状态。(2)t

1

时，v

、v同时增大，且v增大得更平衡向逆反应方向移动，以t

1

时改变的条件是升高温度t3时v

v同时增大且增大量相同，衡不移动，以t

3

时改变的条件是加催化剂t4时，

v

124530101362223222124530101362223222222223

同时减小，衡向逆反应方向移所以t4

时改变的条件是减小压强(3)根据图示可知t

～tt时间段内平衡均向逆反应方向移动NH的含量均比t～t时间段的低，所以t～t时间段内NH的百分含量最高(4)t时刻分离出部分NHv

瞬间减小，后逐渐增，v在原来基础上逐渐减小，t

7

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：(2)CB(3)A(4)3．煤化工以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。(1)水蒸气通过红热木炭即可产生水煤气。反应为＋HO(g)＋H(g)

H＋131.3

。能使该化学反应速率加快的措施有_填序号)。①增加C的物质的量②升高反应温度③随时吸收CO、H转化为OH④密闭定容容器中充入将不同物质的量的CO(g)和O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋O(g)

CO＋(g)，得到如下两组数据：实验组

温度/

起始量/molH

平衡量/molHCO

达到平衡所需时间/min12

650900

21

42

1.60.4

2.41.6

53①实验1以v(CO)表示的化学反应速率为。②该反应的逆反应为_填“吸”或“放”)热反应。在一容积为2L的密闭容器内加入2和6H，在一定条件下发生如下反应CO(g)2H(g)

ΔH<0该反应的逆反应速率与时

137288456137288456462间的关系如图所示：①由图可知反应在、t、t时都达到了平衡，而在、t时都改变了条件，试判断t时改变的条件可能是________________②若t时降压t时达到平衡时增大反应物的浓度在上图中画出～t时逆反应速率与时间的关系曲线。解析：增加的物质的量，不能改变其浓度，不能加快化学反应速率；吸收COH2

相当于降低生成物的浓，化学反应速率减慢；充入CO增大生成物的浓度，使化学反应速率加快。(2)①2

)

4－2.42L×5min

＝0.16mol·L②对比实验1可知升高温度，生成H

的量减少，说明逆反应是吸热反应该反应前后气体物质的化学计量数之和不等t

8

时逆反应速率急剧增大且与正反应速率相等能是加催化剂的原因t

4

时降压，平衡左移，v急剧减小，然后在t

5

时平衡。答案：②④

①mol·L

·min

－

②吸①使用了催化剂②热点二

常规图像分类突破一)图像类型1．浓度时间图像如A(g)＋B(g)AB(g)

A2121AA2121A12A2232．转化(百分含量)-温度压强)-时间图像已知不同温度或压强下应物的转化率(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以A(g)＋C(g)中反应物的转化率α为例说明]解答这类图像题时应注意以下两点：“先拐先平，数值大”原则分析反应由开始(起始物质相同时)到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。①若为温度变化引起度较高时达平衡所需时间短图甲中T>。②若为压强变化引起强较大时应达平衡所需时间短乙中>p。③若为是否使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a用了催化剂。正确掌握图像中反应规律的判断方法①图甲中，T>，升高温度α降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。②图乙中，p>p，增大压强，α升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。③若纵坐标表示A的百分含量，则图甲中正反应为吸热反应，图乙中正反应为气体体积增大的反应。3．速率温度压强)图像例如：N(g)＋3H(g)2NH(g)＝－92.4kJ·mol(如图)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

1131及变化幅度图中交点是平衡状态温度升高后逆反应速率增大得快平衡逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡正向移动。4．恒压或恒温)线图像α表某反应物的转化率，φ表示某反应物的气体体积分数)图①，若p>p>p，则正反应为气体体积减小的反应，H<0；图②，若T>，则正反应为气体体积增大的反应，H<0。5．几种殊图像如下图，对于化学反应mA(g)＋nC(g)＋qM前，表示化学反应从反应物开始，则v>；M为刚达到的平衡点；M后为平衡受正逆温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或的百分含量减少，平衡逆向移动，故正反应ΔH<0。如右图对于化学反应mA(g)＋nB(g)p＋qD(g)L上所有的点都是平衡点。L线左上方的点(点)，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>；则L线右下方的点()，vv。正逆正逆二)解题步骤三)解题技巧1．先拐平

正正逆逆322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作辅助线。3．三步析法一看反应速率是增大还是减小；二看v的相对大小；三看化学平衡移正逆动的方向。4(2021·新高三质检)可逆反应mA(g)B(g)＋p

H＝温度和压强的变化对正逆反应速率的影响分别符合以下两个图像下列叙述正确的是()A．m>n，>0C．m>n，<0

B．>n＋p，>0D．mn＋p，解析：选C由图像可知正反应速率与逆反应速率的交叉点为平衡状态；达到平衡时，高温度，v都增大且v>，衡向逆反应方向移，逆反应为吸热反应故Δ<0即Q到平衡时增大压强v都增大，且vv，平衡向正反应方向移动正反应为气体体积减小的反应故>n，C项正确。5．已知逆反应：4NH(g)＋5O(g)＋6HO(g)

Δ＝025()

1

，若反应物的起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是

解析：C因为正反应为放热反，高温度，应速率加快，到平衡所用时间减少，但是平衡向逆反应方向移动NO的量减小，A正确，C项错误；增大压反应速率加快，到平衡所用时间减少正反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动NO含量减小，B正确；催化剂对平衡没有影响是加快反应速率短达到平衡所用的时间D正确。6．武汉高三模一化学平衡A(g)＋nB(g)p＋qD(g)A的转化率与压强、温度的关系如图所示。下列叙述正确的是)A．正反是放热反应；m＋np＋qB．正反应是吸热反应；＋n<p＋qC．正反应是放热反应；m＋np＋qD．正反应是吸热反应；mnp＋q解析：选D图像中有三个应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论温度与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，强越大，A的转化率越高说明正反应是体积缩小的反，即＋n>pq

232522－113211逆2223232522－113211逆2223327臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO(g)＋ON(g)＋O(g)若此反应在恒容密闭容器中进行，相关图像如下，其中对应分析结论正确的是()AB平衡后升温，NO含量降低C

0～2内，v(O)＝0．2D

－1v：b点>a点正b：v>逆正

恒温，t时再充入O解析：CA项，题图可知，反应为放热反应，衡后升高温度，衡逆向移动NO2

1含量升误题图可知02内3)v(NO

)＝2

×

－0.4)L2s

＝0.1mol·L

误C题图可知高温度，NO2的体积分数增大速率增大，

b>a点b反应逆向进行，vv

，正确；D项，若t

1

时再充入3，衡正向移动，v

>，与图像不符，误。热点三

新型图像突破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取信息解决问题的能力，在高考中受到命题者的青睐。8转化率投料比-温度图像)将燃煤废气中的转化为甲醚的反应原理为2CO(g)＋6H

催化剂

(g)＋O(g)已知在压强为该反

2222232322223223222223232222322323222xx2应在不同温度、不同投料比时，的转化率如图：此反________(填“放热”或“吸热”)若温度不变，增大投料比[n)/(CO)]，则平衡常K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：题图可知，投料比一定时温度越高，CO的转化率越，以升温平衡左移，故正反应为放热反应。平衡常数只与温度有不随投料比的变化而变化。答案：放热

不变9(废物回收及污染物处理图像)(1)一定条件下，、NiO或Cr做催化剂对燃煤烟气进行回收，反应为

2CO(g)SO(g)

催化剂

2CO(g)＝－270①其他条件相同化剂不同的转化率随反应温度的变化如图1O和做催化剂均能使SO的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe的主要优点是_；②某科研小组用FeO做催化剂，在380℃时，分别研究了(CO)∶)∶1SO转化率的变化情况(表n∶(SO)＝3∶1的变化曲线为_汽车使用乙醇汽油并不能减少NO的排放，这使NO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-ZSM-5为催化剂，测得转化为N的转化率随反应温度变化的情况如图3所示。

2232342332232342332若不使用CO，温度超过K时，发现NO分解率降低，其可能的原因是____________________________________________________________；在nn＝的条件下，应控制的最佳温度在左右。答案：①O做催化剂时，在相对较低温度下即可获得较高SO转化率，从而节约能源②a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

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