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文档简介
30题作图问题分析一、知识储备速率(活化能、催化剂)平衡能量二、命题角度角度1:图像考虑的是单因素问题还是多因素问题角度2:图像对应的反应时单个反应还是多个反应角度3:图像涉及的定性问题还是定量问题半定量三、基本解题思路1.先看坐标,判断是单因素还是多因素,知道曲线变化趋势(横坐标:时间,温度,压强,物质的量,投入比,……纵坐标:速率,浓度,物质的量,转化率,平衡转化率,产率,
……2.再确定作图起点,拐点和终点,考虑是定性还是定量3.依据变化趋势画图【2015年10月改编】在温度T1时,体积比为3∶1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图所示;不改变其他条件,假定t时刻迅速升高到T2,一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。反应时间t甲醇浓度【分析】
单反应,单因素,定性:
考查温度对平衡的影响【分析】
单反应,双因素,定性:
考查温度对平衡和速率的影响【变式】体积恒定的密闭容器内进行反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,甲醇的物质的量随时间变化曲线如图1所示。t时刻迅速使容器体积缩小为原来的1/2L,一段时间后体系重新达到平衡。画出t时刻后的变化曲线图。【变式】体积恒定的密闭容器内进行反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,甲醇的物质的量浓度随时间变化曲线如图2所示。t时刻迅速使容器体积缩小为原来的1/2L,一段时间后体系重新达到平衡。在下列两图中画出t时刻后的变化曲线图。(2018.4,30)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y=________;若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)。【分析】单反应,单因素,定量【17年4月】
常压、Ru/TiO2催化,CO2和H2以体积比1∶4反应(总量是amol),测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。反应ⅠCO2(g)+4H2(g)→CH4(g)+2H2O(g) 反应ⅡCO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)350℃下nCH4随时间的变化曲线如图3所示。画出400℃下0~t1时刻nCH4随时间变化曲线。0.16a0.14a【分析】单反应,双因素,定量【变式】体积2L恒定密闭容器反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g),500K充入3molH2和1.5molCO2发生上述反应,10min达到平衡,CO2的平衡转化率为40%。当反应时间3min时,迅速将体系温度升至600K,请在图3中画出3~10min内容器中CH3OH浓度的变化曲线。(K随温度变化的曲线如图4所示)【分析】单反应,双因素,半定量(限范围)【变式】体积2L恒定的密闭容器内进行反应
CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0(1)解释CO2转化率随温度先变大后变小趋势的原因?(2)画出催化剂B作用下CO2转化率随温度变化曲线(催化剂B催化效果比A差,反应中催化剂均未失效)。【分析】单反应,双因素,定性平衡前,转化率决定速率快慢平衡后,转化率决定平衡移动【变式】体积2L恒定的密闭容器内进行反应
CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0(1)如图虚线为不加催化剂时CO2的平衡转化率随n(H2)/n(CO2)的变化曲线,画出加催化剂后CO2平衡转化率随n(H2)/n(CO2)的变化曲线CaSO4(s)+CO(g)→CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),△H1=218.4kJ/mol(Ⅰ)CaSO4(s)+4CO(g)→CaS(s)+4CO2(g),△H2=-175.6kJ/mol(Ⅱ)【14年浙江】煤炭燃烧过程采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:已知恒温恒容条件下,反应Ⅰ、Ⅱ同时发生,且速率v1>v2,①画出能量与反应过程的示意图;②画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。CaSO4+4CO【分析】双反应,双因素,定性。开始时动力学控制、末期热力学控制。【17年11月】C10H18(l)→
C10H12(l)+3H2(g)△H1,
Ea1
C10H12(l)
→C10H8(l)+2H2(g)△H2,
Ea2△H1>△H2>0温度335℃在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00mol)催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系如图1,“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量~反应过程”示意图。【分析】两个反应(连续反应),单因素,定性①BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO(g)△H=+571kJ/mol②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ·mol-1思考1:某恒温、体积不变的密闭容器中发生如上反应,在t1时刻达到平衡,其速率与时间的图像如图所示,若在t2时刻增加CO浓度,至t3时刻建立新平衡,请画出t2~t3时段v(逆)与t的图像思考2:若改为将体积压缩为1/2,则图像如何?若改为升温,图像如何?工业上可用重晶石(主要成分BaSO4)、焦炭、空气煅烧可制取BaS,其主要反应的热化学方程式如下:思考3:若重晶石和焦炭进料后,从常温开始不断升温,画转化率与时间图像【例题】合成氨工艺(流程如图1所示)是人工固氮最重要的途径。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol(1)假设投料n(H2):n(N2)为x,某温度T1下,按不同比例进料测得平衡时氨气的最大体积分数为42%,画出NH3的平衡体积分数与x的关系图(2)从通入原料气开始,温度不断升高,画出N2的物质的量随温度的变化曲线②对于主反应Ⅰ反应进行程度很大,反应物氨气的平衡分压P(NH3)很小,常用-lgP(NH3)来表示,请在图1中画出-lgP(NH3)随温度变化的趋势图【例题】Ⅰ硝化阶段反应:水中的含氮物质(本题以“NH4+”计)在好氧的亚硝化菌及硝化菌作用下氧化(3)20℃下含氮废水(以NH4+计)中NH4+的浓度随DO(水体中溶解氧气的浓度)浓度的变化曲线如图所示。画出20℃下c(NO2
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