微型專題突破系列巧解化學反應速率和化學平衡的圖象題

1、微型專題突破系列(七)巧解化學反應速率和化學平衡的圖象題,【考情播報】化學反應速率和化學平衡的圖象類試題是一種特殊題型，其特點是：圖象是題目的主要組成部分，把所要考查的化學知識寓于圖中曲線上，具有簡明、直觀、形象的特點。該類試題以選擇題為主要題型，偶爾也會在非選擇題中出現(xiàn)。因為圖象是用二維坐標表示的，所以該類試題包含的信息量比較大，隨著高考的不斷改革以及對學科能力要求的不斷提高，這種數(shù)形結合的試題將頻頻出現(xiàn)。常見的命題角度有：,(1

2、)以反應速率隨溫度、壓強等的變化圖象為載體，考查化學平衡移動的規(guī)律及化學反應方向的判斷；(2)以物質(zhì)的含量隨時間的變化圖象為載體，考查外界條件對化學平衡的影響以及平衡移動過程中相關量的變化分析；(3)以物質(zhì)的量(或濃度)隨時間的變化圖象為載體，考查化學反應速率的表示方法及其相關計算；(4)以反應過程速率隨時間的變化圖象為載體，考查反應速率的影響因素及相關分析。,【答題必備】1.化學反應速率：(1)掌握1條規(guī)律：對于可逆反應mA

3、(g)+nB(g) pC(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝m∶n∶p。(2)理解5個因素：增大反應物濃度、增大氣體反應物壓強、升高溫度、使用催化劑、增大反應物表面積，化學反應速率均增大，反應時間將縮短，達到平衡的時間也縮短。反之，反應速率將減小，反應時間將變長，達到平衡的時間將延長。,(3)了解1個圖象。其中：E1—正反應活化能　E2—

4、逆反應活化能ΔH＝E1-E2＝E3-E4。,2.化學平衡的移動：(1)掌握平衡特征。①v(正)＝v(逆)>0。例如，只有在t2時刻反應才達到平衡。,②反應體系中各物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變。例如，只有在t3時刻反應才達到平衡狀態(tài)。③反應物的轉(zhuǎn)化率不變。,(2)理解1個原理。勒夏特列原理(化學平衡移動原理)：如果改變影響化學平衡的條件(濃度、壓強、溫度等)之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。,【典題示

5、例】角度一 速率-壓強(或溫度)圖象下列各圖是溫度(或壓強)對反應：2A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g)① (正反應為吸熱反應②)的正、逆反應速率的影響，曲線交點表示建立平衡時的溫度或壓強，其中正確的是( ),【典題剖析】抽絲剝繭　溯本求源,【嘗試解答】無論是升高溫度還是增大壓強，v(正)、v(逆)均應增大。B項中v(逆)減小，D項中v(正)和v(逆)均減小，故B、D項均錯誤；該反應的正反應是一個氣體分子數(shù)增

6、大的吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，則v(正)>v(逆)，A項錯誤；增大壓強，平衡向逆反應方向移動，則v(逆)>v(正)，C項正確?！敬鸢浮緾,角度二 含量(或轉(zhuǎn)化率)-時間圖象(2015·臨沂模擬)T0℃時，在2 L的密閉容器中發(fā)生反應：X(g)+Y(g) Z(g)(未配平)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1℃、T2℃時發(fā)生反應，X的物質(zhì)的量隨

7、時間變化的關系如圖b所示。下列敘述正確的是(　　),A.該反應的正反應是吸熱反應B.T0 ℃，從反應開始到平衡時：v(X)＝0.083 mol·L-1·min-1C.圖a中反應達到平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率③為37.5%D.T1℃時，若該反應的平衡常數(shù)K＝50，則T1＜T0,【典題剖析】抽絲剝繭　溯本求源,【嘗試解答】根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”的原則可推知，T1>T2，溫度越高，X的物質(zhì)的量越大，則平衡向左移動，

8、正反應放熱，A不正確；v(X)＝(0.3 mol -0.05 mol)/(2 L×3 min)＝0.041 7 mol·L-1·min-1，B不正確；Y的轉(zhuǎn)化率為(0.4-0.15)/0.4×100%＝62.5%，C不正確；由圖a可知X、Y、Z物質(zhì)的量變化之比為1∶1∶2，則K0為33.3<50，平衡常數(shù)越小，溫度越高，D正確?！敬鸢浮緿,角度三 恒溫線(或恒壓線)圖象(201

9、5·長沙模擬)在恒容密閉①容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol·L-1的CH4與CO2，在一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)②，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關系如圖所示，下列有關說法一定正確的是( ),A.上述反應的ΔH③>0B.壓強p1>p2>p3>p4④C.1 100 ℃該反應的平衡常數(shù)為64D.壓強為p4時，在

10、Y點⑤：v(正)<v(逆),【典題剖析】抽絲剝繭　溯本求源,【嘗試解答】分析圖象可知：升高溫度，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，A正確；由反應方程式可知，增大壓強時，平衡逆向移動，結合圖象可知壓強：p1v(逆)，D錯誤?！敬鸢浮緼,【類題通法】解答化學反應速率和化學平衡圖象題的思路、步驟與技巧1.解題思路：,2.解題步驟：,【類題備選】1.(2015·泰安模擬)化學中常用圖象直觀地描述化學反應的進程或結果。下列對圖

11、象描述敘述正確的是(　　),A.根據(jù)圖①可判斷可逆反應A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)的 ΔH>0B.圖②可以表示壓強對可逆反應2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)的影響，乙的壓強大C.圖③可以表示對某化學平衡體系改變溫度后反應速率隨時間的變化D.據(jù)圖④判斷，物質(zhì)A反應生成物質(zhì)C的ΔH>0,【解析】選B。據(jù)圖①可知，曲線交點之前，反應未達平衡，交點時處于平衡狀態(tài)。交點后升高溫度逆反應速率

12、比正反應速率增加得快，說明平衡向逆反應方向移動。由于升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，故可判斷可逆反應A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)正反應是放熱反應，即ΔH<0，故A錯誤。由圖②知，由甲到乙，達到平衡時間縮短，說明條件改變使乙的反應速率加快，但平衡時反應物的轉(zhuǎn)化率不變，即改變條件平衡不移動，對可逆反應2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)，,反應前后體積不變，所以增大壓強平衡不移動，故B正確。

13、曲線圖③中改變條件后，逆反應速率增大，正反應速率降低，所以不可能改變的是溫度，C錯誤。據(jù)圖④知，物質(zhì)A的總能量高于物質(zhì)C的總能量，所以A生成C是放熱反應，則ΔH<0，D不正確。,2.一定條件下，下列反應中水蒸氣含量隨反應時間的變化趨勢符合如圖的是(　　),A.CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH0C.CH3CH2OH(g) CH2＝CH2(g)+H2O(g)　ΔH>0D

14、.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2C6H5CH＝CH2(g)+ 2H2O(g)　ΔH<0,【解析】選A。由溫度-含量圖象可知，T2先達到平衡，因此T2>T1，溫度升高，水蒸氣含量減少，正反應是放熱反應，因此B、C不符合題意；由壓強-含量圖象可知，p1先達到平衡，即p1>p2，隨著壓強的增加，水蒸氣含量增加，因此正反應是氣體體積減小的反應，D不符合題意，只有A符合題意。,3.如圖所示是表示其他條件一定

15、時，2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔHv(逆)的點是(　　)A.a點 B.b點 C.c點 D.d點,【解析】選C。此題為溫度-轉(zhuǎn)化率曲線，由于a點、b點均在平衡線上，表示a點與b點達到平衡狀態(tài)；c點時，NO的轉(zhuǎn)化率小于該溫度下達到平衡時的轉(zhuǎn)化率，說明反應沒達到平衡，且反應向正反應方向進行，即v(正)>v(逆)；d點需轉(zhuǎn)化率減小才能達平衡，故反應逆向進行，v(正)<v

16、(逆)，故只有C項符合題目要求。,4.對于可逆反應：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(m、n、p、q均為化學計量數(shù))，根據(jù)圖示曲線回答：,(1)正反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。(2)m+n________p+q(填“>”“”“<”或“＝”)。,【解析】(1)由圖知，用“定一議二”的原則，看等壓線，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，說明平衡向正反應方向移動，運用溫度對化學平衡移動的影響規(guī)律