鲁科版2023-2024年高中化学大一轮复习第7章 第44讲常考化学反应速率和化学平衡图像的分析

第44讲常考化学反应速率和化学平衡图像的分析

［复习目标J学会分析与化学反应速率和化学平衡相关的图像，能解答化学反应原理的相关

问题。

类型一速率一时间图像

■归纳整合

1.常见含“断点”的速率一时间图像

V

⅛-.

图像4⅛

一

1⅛.0

o八tΓOΛtO6t*1<

h时刻温升高降低升高降低

所改度正反应为放热反应正反应为吸热反应

变的压增大减小增大减小

条件强正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应

2.“渐变”类速率一时间图像

图像分析结论

一A时苏，E突然增大，逆逐渐

A时其他条件不变，增大反应

增大；Q逆，平衡向正

⅛L物的浓度

Oht反应方向移动

力时。'，1：突然减小，瞋逆逐渐

。时其他条件不变，减小反应

减小；v'isi>v'中平衡向逆

物的浓度

O反应方向移动

/1时。'迪突然增大，。'止逐渐

九时其他条件不变，增大生成

增大：v,逆正，平衡向逆

⅛物的浓度

Ot∖t反应方向移动

A时。'逆突然减小，。'正逐渐

。时其他条件不变，减小生成

减小；v'iE>v'逆，平衡向正

物的浓度

G反应方向移动

■专项突破关键能力

1.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Δ∕7<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。

回答下列问题：

(1)处于平衡状态的时间段是(填字母，下同)。

A.“~力B.h~t2

C.t2~t3D.t3~t4

E.r4~∕5F.t5~t6

(2)判断小△、a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

A时刻；△时刻；/4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.⅛~ZιB.t2~t3

C.t3~t4D.t5~t6

(4)如果在“时刻，从反应体系中分离出部分氨，力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。

2.可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在n时刻改变某一条件,

化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是()

A.维持温度、反应体系容积不变，力时充入sθʒ(g)

B.维持温度、压强不变，A时充入Sθ3(g)

C.维持反应体系容积不变，力时升高反应体系温度

D.维持温度、反应体系容积不变，h时充入一定量Ar

类型二反应进程折线图

・归纳整合必备知识

此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率，横坐标表示反应时间。解题

的关键是找转折点。

(1)转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平，数值大”的规律判断不同曲

线表示温度或压强的大小。

(2)转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用

化学平衡移动原理推理分析。

例1已知：反应为，"A(g)+"B(g)pC(g)+qD(g)°

(1)

p∖____pi，正反应为气体体积的反应。

(3)

图中—使用催化剂或者增大压强，此时m+n―p+q。

例2现将一定量N2O4气体充入恒容密闭容器中,控制反应温度为A°C[N2O4(g)2NO2(g)

△”>0],c(N2O4)随X时间)变化曲线如图，画出0~攵时段，C(NO2)随f变化曲线。保持其他条

件不变，改变反应温度为7⅛(7⅛>T∣),再次画出O~f2时段，c(NO2)随f变化趋势的曲线。

G().10

1.已知某可逆反应机A(g)+"B(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间⑺

时，温度(。和压强(P)与反应物B在混合气体中的体积分数S(B)］的关系曲线，由曲线分析，

下列判断正确的是()

A.T∖<Tι,p∖>pι,m+n>p,放热反应

B.Tι>7⅛,p↑<p2,m+n>p,吸热反应

C.T∖<Tι,p∖>pι,m+n<p,放热反应

D.T↑>T2,p∖<p2,ιn+n<p,吸热反应

2.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B,发生如下反应：xA(g)+2B(s)>C(g)

ΔW<0o在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下

列问题：

(1)用A的浓度变化表示该反应在0~I0min内的平均反应速率O(A)=。

(2)根据图像可确定X：y=o

(3)0~10min容器内压强(填“变大”“不变”或“变小”)。

(4)推测第Iomin引起曲线变化的反应条件可能是(填序号，下同)；第16min引起曲

线变化的反应条件可能是。

①减压②增大A的浓度③增大C的量

④升温⑤降温⑥加催化剂

(5)若平衡I的平衡常数为K”平衡∏平衡常数为K2,则K(填“>”“=”或

)七。

类型三恒压(或恒温)线

■归纳整合U觎■

此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强，解答此类问题，要

关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量，即“定一议二”。

反应：0A(g)÷⅛B(g)cC(g)+√D(g)ΔH

A的转化率C的百分含量

3()0t1.01×IO7Pa

√y2∞t}/LOlxlO6Pa

图像1.()1XKPPa

O压70温i度

结论a+b_c+a0a+b___c+d,ΔH____0

■专项突破关键能力

1.如图是温度和压强对反应X+Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表

示平衡时混合气体中Z的体积分数。S下列叙述正确的是()

s

s

Z

。

A.上述可逆反应的正反应为放热反应

B.X、Y、Z均为气态

C.X和丫中最多只有一种为气态，Z为气态

D.上述反应的逆反应的△，>()

2.反应N2O4(g)2NO2(g)AH=+57kJ∙mol1,在温度为Ti、T2时，平衡体系中NCh的体

积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是()

A.A、C两点的化学平衡常数：K燎KC

B.A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C.由状态B到状态A,可以用加热的方法

D.A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C

类型四投料比一转化率相关图像

5

例1在保持体系总压为IOPa的条件下进行反应:SO2(g)+∣O2(g)SO3(g),原料气中SO2

和Ch的物质的量之比∏φn=噜为不同时，SCh的平衡转化率与温度(Q的关系如图所示：

“(5)

(M)

95

90

+超

Z

So

8()

75

45即

4(M5()->()()

77

(1)图中，"I、"22、〃?3的大小顺序为。

反应的化学平衡常数KP表达式为(用平

衡分压代替平衡浓度表示)。

(2)图中A点原料气的成分："(SCh)=IOmO1,“(02)=24.4mol,Λ(N2)=70ΠIOL达平衡时SCh

的分压P(SO2)为Pa(分压=总压X物质的量分数)。

例2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)+4Hz(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

副反应：CO(g)÷H2O(g)CO2(g)+H2(g)

CO(g)+2H2(g)CH3OH(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。

*80

§60：产率

≡4υ∙V'CO转化率

S2():------------COz产率

A∣~CHQH产率

01.02.03.04.0"(Mn)

九(CU)

则催化剂中嘿?约为________时最有利于二甲醛的合成。

∕j(Cu)

•思维模型

投料比与转化率之间的关系

以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例，当N2与H2的投料比为1：3(系数比)时，N2与H2的平衡

转化率相等，且平衡时NE的体积分数最大；增大N2与H2的投料比，则α(H?)增大，α(N?)

减小；减小N2与H2的投料比，则α(H2)减小，α(N2)增大。

真题演练明确考向

1.(2022•广东，13)恒容密闭容器中，BaSO4(s)+4H2(g)BaS(S)+4比0区)在不同温度下达平

衡时，各组分的物质的量(〃)如图所示。下列说法正确的是()

4

3

O一

U起始组成：4mol凡

I2

R

1moɪBaSOl

1a

2004006008(X)

77tt

A.该反应的AH<O

B.a为〃(HzO)随温度的变化曲线

C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动

D.向平衡体系中加入BaSO4,Hz的平衡转化率增大

2.(2022∙湖南，14改编)向体积均为IL的两恒容容器中分别充入2molX和ImolY发生反

应：2X(g)+Y(g)Z(g)∖H,其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时

间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()

A.AH>0

B.气体的总物质的量：na<nc

C.a点平衡常数：K<∖2moɪ2∙L2

D.反应速率：va,κ<VbIi.

3.(2022・江苏，13)乙醇冰催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)

+6H2(g)Δ∕7=+I73.3kJ∙moΓ',CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔW=+41.2kJ∙moΓ',

5

在1.0×IOPa、n⅛(C2H5OH)：nte(H2O)=l：3时，若仅考虑上述反应，平衡时CCh和CO

的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。

77tC

)

CO的选择性=—MF)XlOO%,下列说法正确的是(