2023届新高考化学选考一轮总复习学案-热点11　化学反应速率与平衡的常规图像

热点11化学反应速率与平衡的常规图像题型一速率—时间图像1.“无断点”类速率—时间图像(1)改变反应物的浓度(2)改变生成物的浓度2.“断点”类速率—时间图像(1)改变气体体系的压强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(2)改变温度对于正反应放热(或吸热)的反应(3)加催化剂3.“全程”类速率—时间图像如Zn与足量盐酸的反应,化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。原因解释:AB段(v增大),因为反应放热,随反应的进行,温度逐渐升高;BC段(v减小),因为随反应的进行,溶液中c(H+)减小。[典例1]一定温度下,密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH<0,根据v-t图像,下列相关说法正确的是()A.t1时刻所改变的外界条件可能为增大压强B.t3时刻所改变的外界条件可能为升高温度C.t4时刻所改变的外界条件可能为减小压强D.由图像可知,t5～t6时间段内,反应速率最慢解析:A.t1时刻,改变条件,v′正、v′逆均增大,且v′逆>v′正,平衡逆向移动,说明改变的条件是升高温度,不正确;B.t3时刻,改变条件,v″正、v″逆同等程度增大,因该反应是反应前后气体体积改变的反应,故改变的条件是加入催化剂,不正确;C.t4时刻,改变条件,v‴正、v‴逆均减小,且v‴逆>v‴正,平衡逆向移动,说明改变的条件是减小压强,正确;D.由图像纵坐标可知,t0～t1时间段内,反应速率最慢,不正确。答案:C有关速率图像分析思路[对点精练1]如图表示反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的正反应速率随时间的变化情况,试根据如图所示曲线判断,下列说法中可能正确的是(D)A.t1时只减小了压强B.t1时只降低了温度C.t1时只减小了NH3的浓度,平衡向正反应方向移动D.t1时减小N2的浓度,同时增加NH3的浓度解析:A.t1时只减小了压强,平衡向逆反应方向移动,则正反应速率瞬间减小,后逐渐增大,但平衡时正反应速率小于原平衡的正反应速率,错误;B.t1时只降低了温度,平衡向正反应方向移动,正反应速率瞬间减小,后逐渐减小,直至达到新平衡,错误;C.t1时只减小了NH3的浓度,平衡向正反应方向移动,但正反应速率在改变条件时刻不变,后逐渐减小,错误;D.t1时减小N2的浓度,同时增加NH3的浓度,平衡向逆反应方向移动,如果增加氨气浓度大于减少氮气浓度的2倍时,达到平衡状态,氮气浓度大于原来浓度,则正反应速率大于原平衡时正反应速率,正确。[对点精练2]工业上制备硫酸最重要的一步是SO2的氧化,反应方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1。某同学通过实验绘出图像如图所示。(1)t1、t2、t3达到化学平衡状态的是(填字母)。

(2)t2到t3的变化是因为改变了一个反应条件,该条件可能是。解析:(1)达到平衡状态时,SO2的消耗速率是O2生成速率的2倍,由题图可知,t2时刻该反应达到平衡状态。(2)由题图可知,t2到t3的变化过程中,SO2的消耗速率、O2的生成速率均增大,且SO2的消耗速率大于O2的生成速率的2倍,则平衡正向移动,故改变的条件可能是增大压强。答案:(1)t2(2)增大压强(合理即可)题型二常规平衡图像1.浓度—时间如A(g)+B(g)AB(g)2.含量—时间—温度(压强、催化剂)(C%指产物的质量分数,B%指某反应物的质量分数)3.恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率,c表示反应物的平衡浓度)图①为恒压线图像,若p1>p2>p3,则正反应为气体体积减小的反应,ΔH<0;图②为恒温线图像,若T1>T2,则正反应为放热反应。4.几种特殊图像①如图,对于化学反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M点前,表示化学反应从反应物开始,则v正>v逆;M点为刚达到的平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应ΔH<0。②如图,对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点。L线左上方的点(E点),A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正>v逆;则L线右下方的点(F点),v正<v逆。[典例2](2021·丽水、湖州、衢州教学质量检测)工业上用CO生产甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。下列图像不正确的是()解析:A.升高温度,化学反应速率加快,v正、v逆都增大,达到平衡时,v正=v逆,由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,正确;B.在其他条件不变时,增大n(CO)n(H2答案:D“四步法”解答常规平衡图像题[对点精练3]密闭容器中充入一定量NO,再缓慢压入O2,发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)、2NO2(g)N2O4(g),若维持容积与温度不变,且压入O2的速率比反应速率要慢,则下列关于气体总压强(p)与O2体积[V(O2)]的关系图像中,趋势正确的是(D)解析:由于正反应气体体积减小,因此随着反应的进行,压强逐渐减小,当到达平衡后再通入氧气,根据勒夏特列原理可知,容器中的压强增大程度大于反应正向移动的程度,所以压强又逐渐增大,选项D正确。[对点精练4]COCl2的分解反应为COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH=+108kJ·mol-1。某容器中,反应体系达到平衡后,分别只改变一个条件,各物质浓度的变化状况如图1所示(第10min到第14min的COCl2浓度变化曲线未画出):下列说法正确的是(C)A.在10～12min内,以Cl2浓度变化表示的该反应平均反应速率为5×10-3mol·L-1·s-1B.改变的条件分别是第4min时,升高了温度;第10min时,移走了部分CO;第14min时,将容器容积压缩为原来的1C.第13min时,COCl2的浓度为0.03mol·L-1D.第18min时,向容器中加入催化剂,各物质的浓度变化状况可能如图2所示解析:A.在10～12min内,Cl2浓度由0.11mol·L-1增加到0.12mol·L-1,以Cl2浓度变化表示的该反应平均反应速率为0.12mol·L-1-0.11mol·L-12min=5×10-3mol·L-1·min-1,错误;B.第4min时,各物质的瞬时浓度保持不变,之后CO、Cl2浓度增大,COCl2的浓度减小,说明平衡正向移动,该反应为吸热反应,应为升高温度导致,第10min时,Cl2瞬时浓度保持不变之后增加,CO的瞬时浓度减小之后增加,应为移走CO导致,第14min时