2024高中化学第二章化学反应速率和化学平衡专题讲座二含解析新人教版选修4

PAGE4-专题讲座(二)化学平衡图象问题一、速率－时间图象(v­t图象)解答策略：对于速率－时间图象基本可分为三类图象：连续图象、跳动图象、平移图象。Ⅰ.连续图象，变更反应条件为浓度。v逆瞬间与原平衡相连，即c生不变，v正瞬间增大即c反增大，即增大反应物浓度。Ⅱ.跳动图象，变更反应条件为温度或压强，v正′、v逆′瞬间向下跳，则应为降温或减压。v正′＞v逆′则后续过程中平衡正移，此时结合详细反应特点(ΔH和m＋n与p＋q大小)，即可推断变更的反应条件。Ⅲ.平移图象，加催化剂或反应前后气体总体积不变的反应变更压强，由于v正、v逆同程度变更，平衡不发生移动。二、百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图象解题策略——“先拐先平数值大”。在化学平衡图象中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或运用了催化剂(如图Ⅲ中a运用了催化剂)。Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，温度上升，平衡逆向移动。Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a运用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。三、百分含量(或转化率)－压强－温度图象解题策略——“定一议二”。在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，探讨另外两个变量之间的关系。如Ⅰ中确定压强为105Pa或107Pa，则生成物C的百分含量随温度T的上升而渐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变更可以发觉，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。[练习]________________________________________1．如图是可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)＋3D(g)(正反应ΔH>0)的化学反应速率与化学平衡随外界条件变更而变更的关系图，下列条件的变更与图中状况相符的是()A．t1时，减小了A或B的物质的量浓度B．t2时，上升了温度C．t2时，增大了压强D．t1时，加入了催化剂解析：减小A或B的物质的量浓度，平衡左移，故A项不相符；正反应ΔH>0，上升温度，平衡右移，速率增大，故B项相符；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，故C项不相符；D项，催化剂同等程度地变更正逆反应的速率，平衡不移动，故D项不相符。答案：B2．下列各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图象为()解析：随着温度的上升，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大。而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应当不变。反应物的含量增大，反应物的转化率减小。答案：A3.有一化学平衡：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图是表示A的转化率与压强、温度的关系，分析图可以得出的正确结论是()A．正反应是吸热反应，且m＋n>p＋qB．正反应是吸热反应，且m＋n<p＋qC．正反应是放热反应，且m＋n>p＋qD．正反应是放热反应，且m＋n<p＋q解析：此题是两个条件同时对化学平衡产生影响的图象。先固定一个条件不变，分析另一个条件变更对平衡的影响，得出一个结论，然后再固定这个条件不变，分析另一条件变更对平衡的影响。温度不变，压强越大，A的转化率越高，得出：m＋n>p＋q；压强不变，温度越高，A的转化率越大，得出：正反应吸热。答案：A4．可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)ΔH＝QkJ·mol－1，温度和压强的变更对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图象，以下叙述正确的是()A．m>n，Q>0 B．m>n＋p，Q>0C．m>n，Q<0 D．m<n＋p，Q<0解析：找准平衡点，即两曲线交叉点，然后条件变更后，依据v正与v逆的关系确定平衡移动的方向，得出结论。答案：C5．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0，按相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是()选项相关结论A温度：T1＞T2＞T3B正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)C平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)D平衡摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＞M(d)解析：ΔH＜0，升温平衡逆向移动，CO的转化率降低，故T3＞T2＞T1，A错误；温度越高，反应速率越快，v(a)＜v(b)＜v(c)，温度相同时，压强越大，反应速率越快，CO的平衡转化率b＞d，平衡时CO浓度d＞b，v(d)＞v(b)，B错误；平衡常数只与温度有关，T1＜T3，故K(a)＞K(c)；温度肯定，平衡常数肯定，故K(b)＝K(d)，C正确；Δn＜0，T1→T3时，升温，平衡逆向移动，n总变大，M＝eq\f(m,n)，M变小，故M(a)＞M(c)，D错误。答案：C6．在肯定条件下某容积肯定的密闭容器中发生的反应aA(g)＋bB(g)xC(g)符合图甲所示关系(C%表示平衡混合气体中C的百分含量，T表示温度，p表示压强)，则图乙中纵轴y是指()A．平衡混合气体的密度B．平衡混合气中B的百分含量C．平衡混合气的总物质的量D．平衡混合气的平均相对分子质量解析：依据“先拐先平数值大”，由图甲可知T1＞T2，p2＞p1，故升温时C%减小，平衡逆向移动，ΔH＜0，加压时，C%增大，平衡正向移动，a＋b＞x，因ρ＝eq\f(m,V)，密闭容器的容积肯定，m、V均为定值，故ρ不变，