2025届高考化学一轮总复习学生用书第8章化学反应速率与化学平衡第41讲化学反应速率与化学平衡图像考点三实际生产中“多姿多彩”的陌生图像

考点三实际生产中“多姿多彩”的陌生图像1．陌生图像分析的模型建构2．陌生图像解答的思维步骤(1)识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。(2)把握反应特点。即分析可逆反应的化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。(3)联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。(4)数形结合解答。图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理。3．陌生图像简答题的规范描述(1)条件选择类。①实验最佳条件的选择或控制就是为了又“快”又“好”地生产，即主要是从反应速率与转化率(化学平衡)两个角度来分析。“快”就是增大反应速率，“好”就是增大转化率，原料利用率高，而影响反应速率与转化率的主要因素就是浓度、温度、压强与催化剂，其中温度与压强是试题中经常考查的因素。②从速率、转化率、产率、纯度等角度分析，选择最佳条件。如针对反应速率时，思考方向为如何提高浸出速率、如何增大反应速率等；针对平衡转化率、产率时，可运用平衡移动原理解释(其他条件不变的情况下，改变××条件，可逆反应的平衡向××方向移动，导致××发生变化)；针对综合生产效益时，可从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护，绿色化学等方面作答。③选择当前条件的优势，其他条件的不足，往往不足的描述比较容易疏忽，如温度过高或过低，压强过小或过大，也要进行分析。(2)原因分析类。①依据化学反应速率和平衡移动原理，分析导致图像曲线变化的原因。②催化剂对反应的影响、不同反应的选择性问题是这类题目的难点，解题时要多加关注，不同的条件会有不同的选择性。1．硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)⇌SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。回答下列问题。(1)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2的平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α＝________，判断的依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。影响α的因素有_______________________________________________。(2)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2的转化率为α，则SO3的压强为______，平衡常数Kp＝__________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。解析：(1)由题给热化学方程式可知，该反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，故p1＝5.0MPa。结合题图可知，反应在5.0MPa、550℃时对应的SO2的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有温度、压强、反应物的起始浓度等。(2)设通入的SO2、O2和N2共100mol，利用“三段式”法进行计算：平衡时气体的总物质的量为(3m＋q－mα)mol，p(SO2)＝p×eq\f((2m－2mα),(3m＋q－mα))，p(O2)＝p×eq\f((m－mα),(3m＋q－mα))，p(SO3)＝p×eq\f(2mα,(3m＋q－mα))，因3m＋q＝100，Kp＝eq\f(p(SO3),p(SO2)×p\s\up6(\f(1,2))(O2))，代入计算得Kp＝eq\f(α,(1－α)1.5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,100－mα)p))\s\up12(0.5))。答案：(1)0.975该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，α增大，5.0MPa＞2.5MPa＝p2，所以p1＝5.0MPa温度、压强和反应物的起始浓度(组成)(2)eq\f(2mα,100－mα)peq\f(α,(1－α)1.5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,100－mα)p))\s\up12(0.5))2．(2022·高考全国甲卷)利用碳氯化法可将TiO2转化为TiCl4。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数为TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH＝－51kJ·mol－1，Kp＝1.2×1012Pa。在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如下图所示。(1)反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝________Pa。(2)图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是__________________________________________。(3)TiO2碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于TiO2-C“固-固”接触的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)1400℃时，CO占气体总量的0.6，CO2占气体总量的0.05，Kp(1400℃)＝eq\f(p2(CO),p(CO2))＝eq\f((0.6×105Pa)2,0.05×105Pa)＝7.2×105Pa。(3)TiO2碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于TiO2-C“固-固”接触的措施是将固