高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 專題課時4 巧解平衡及速率圖像題課件 新人教版

專題課時專題課時4巧解平衡及速率圖像題巧解平衡及速率圖像題化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類試題是化學(xué)試題中的一種特殊化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類試題是化學(xué)試題中的一種特殊題型，其特點是：圖像是題目的主要組成部分，把所要考查的題型，其特點是：圖像是題目的主要組成部分，把所要考查的化學(xué)知識寓于圖中曲線上，具有簡明、直觀、形象的特點。該化學(xué)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)。因為圖像是用二維坐標(biāo)表示的，所以該類試題包含的信息量比較為圖像是用二維坐標(biāo)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(xué)科能力要求的不斷提高，這大，隨著高考的不斷改革以及對學(xué)科能力要求的不斷提高，這種數(shù)形結(jié)合的試題將頻頻出現(xiàn)。種數(shù)形結(jié)合的試題將頻頻出現(xiàn)。題型說明題型說明微題型一物質(zhì)的量微題型一物質(zhì)的量(濃度濃度)、速率、速率時間圖像時間圖像題型示例題型示例C項，加入催化劑只改變反應(yīng)速率而不改變反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，若加項，加入催化劑只改變反應(yīng)速率而不改變反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，若加入催化劑達到平衡后，入催化劑達到平衡后，c(N2)應(yīng)與曲線應(yīng)與曲線a對應(yīng)的平衡濃度相同，錯對應(yīng)的平衡濃度相同，錯誤；誤；D項，若曲線項，若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，由于曲線對應(yīng)的條件改變是溫度，由于曲線b相對于曲相對于曲線線a先達到了平衡，故應(yīng)該為升溫，升高溫度，先達到了平衡，故應(yīng)該為升溫，升高溫度，N2的平衡濃度減的平衡濃度減小，說明平衡向正向移動，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，小，說明平衡向正向移動，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H0，錯誤。，錯誤。答案答案A2.全程速率全程速率時間圖像時間圖像如如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖情與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖情況。況。解釋原因：解釋原因：AB段段(v漸大漸大)，因為是放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進行，因為是放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進行，溫度漸高，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸大；溫度漸高，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸大；BC段段(v漸小漸小)，則主要因為，則主要因為隨反應(yīng)的進行，溶液中隨反應(yīng)的進行，溶液中c(H)漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率漸小。漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率漸小。3.物質(zhì)的量物質(zhì)的量(或濃度或濃度)時間圖像時間圖像例如，某溫度時，在定容例如，某溫度時，在定容(V L)容器中，容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。(1)由圖像得出的信息是由圖像得出的信息是X、Y是反應(yīng)物，是反應(yīng)物，Z是產(chǎn)物；是產(chǎn)物；t3時反應(yīng)達平衡，時反應(yīng)達平衡，X、Y沒有全部反應(yīng)。沒有全部反應(yīng)。1.在容積為在容積為2 L的密閉容器中，的密閉容器中，A、B、C、D四種氣體物質(zhì)發(fā)生可四種氣體物質(zhì)發(fā)生可逆反應(yīng)，其物質(zhì)的量逆反應(yīng)，其物質(zhì)的量n(mol)隨時間隨時間t(min)的變化曲線如圖所示。的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是下列說法正確的是()題型精練題型精練A.02 min內(nèi)，內(nèi)，v(A)0.2 molL1min1B.在在2 min時，圖像發(fā)生改變的原因只可能是增大壓強時，圖像發(fā)生改變的原因只可能是增大壓強C.3 min后體系的壓強不再發(fā)生變化后體系的壓強不再發(fā)生變化D.增大氣體增大氣體D的濃度，的濃度，A的反應(yīng)速率隨之降低的反應(yīng)速率隨之降低答案答案C解析解析由于由于t1t2，t4t5時間段平衡均向逆反應(yīng)方向移動，時間段平衡均向逆反應(yīng)方向移動，t3t4時間段平衡不發(fā)生移動，故氨氣體積分?jǐn)?shù)最高的時間段應(yīng)該時間段平衡不發(fā)生移動，故氨氣體積分?jǐn)?shù)最高的時間段應(yīng)該是是0t1，A、D錯誤；錯誤；t3t4時間段平衡沒有移動，時間段平衡沒有移動，B正確；溫度正確；溫度降低，正、逆反應(yīng)速率均減小，而降低，正、逆反應(yīng)速率均減小，而t1時刻逆反應(yīng)速率突然增大，時刻逆反應(yīng)速率突然增大，正反應(yīng)速率逐漸增大，故正反應(yīng)速率逐漸增大，故C錯誤。錯誤。答案答案B【思維建模】【思維建模】解答化學(xué)速率圖像題的思路解答化學(xué)速率圖像題的思路微題型二含量微題型二含量(或轉(zhuǎn)化率或轉(zhuǎn)化率)時間時間溫度溫度(壓強壓強)圖像圖像題型示例題型示例A.反應(yīng)反應(yīng)CO2(g)C(s)=2CO(g)的的S0、H0B.體系的總壓強體系的總壓強p總總：p總總(狀態(tài)狀態(tài))2p總總(狀態(tài)狀態(tài))C.體系中體系中c(CO)：c(CO，狀態(tài)，狀態(tài))2c(CO，狀態(tài)，狀態(tài))D.逆反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率v逆逆：v逆逆(狀態(tài)狀態(tài))v逆逆(狀態(tài)狀態(tài))思維提示思維提示A項，項，CO2(g)C(s)=2CO(g)氣體的物質(zhì)的量增加氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，故的反應(yīng)，故S0，觀察圖像知，隨著溫度的升高，觀察圖像知，隨著溫度的升高，c(CO2)減小，減小，平衡為正移，則平衡為正移，則H0，錯誤；，錯誤；B項，相同溫度下，圖中項，相同溫度下，圖中點所點所在曲線對應(yīng)的在曲線對應(yīng)的c(CO2)高，表示通入高，表示通入0.2 mol CO2，則，則點所在曲線點所在曲線表示通入表示通入0.1 mol CO2，點和點和點的點的c(CO2)相等，由圖知參加反相等，由圖知參加反應(yīng)的應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量；的物質(zhì)的量；點大于點大于點的點的2倍，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，同倍，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，同時時點的溫度比點的溫度比點高，所以體系的總壓強點高，所以體系的總壓強p總總：p總總(狀態(tài)狀態(tài))2p總總(狀態(tài)狀態(tài))，錯誤；，錯誤；C項，狀態(tài)項，狀態(tài)和和，溫度相同，溫度相同，中中CO2的投料量是的投料量是中中CO2投料量的投料量的2倍，若恒容時兩平衡等效，倍，若恒容時兩平衡等效，則有則有c(CO，狀態(tài)，狀態(tài))2c(CO，狀態(tài)，狀態(tài))，但成比例增加投料量，但成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以相當(dāng)于加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以c(CO，狀態(tài)，狀態(tài))v逆逆(狀態(tài)狀態(tài))，錯誤。，錯誤。答案答案C【技巧歸納】【技巧歸納】已知不同溫度或壓強下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率已知不同溫度或壓強下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(或百分含量或百分含量)與時間與時間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強的大小及的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系。氣體物質(zhì)間的化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系。以以aA(g)bB(g) cC(g)中中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率A為例說明為例說明解答這類圖像題時應(yīng)注意以下兩點：解答這類圖像題時應(yīng)注意以下兩點：(1)“先拐先平，數(shù)值大先拐先平，數(shù)值大”原則：原則：分析反應(yīng)由開始分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時起始物質(zhì)相同時)達到平衡所用時間的長短可達到平衡所用時間的長短可推知反應(yīng)條件的變化。推知反應(yīng)條件的變化。若為溫度變化引起，溫度較高時，反應(yīng)達平衡所需時間短，若為溫度變化引起，溫度較高時，反應(yīng)達平衡所需時間短，如甲中如甲中T2T1。若為壓強變化引起，壓強較大時，反應(yīng)達平衡所需時間短。若為壓強變化引起，壓強較大時，反應(yīng)達平衡所需時間短。如乙中如乙中p1p2。若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應(yīng)達平衡所需若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應(yīng)達平衡所需時間短。如圖丙中時間短。如圖丙中a使用催化劑。使用催化劑。(2)正確掌握圖像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法：正確掌握圖像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法：圖中甲，圖中甲，T2T1，升高溫度，升高溫度，A降低，平衡逆移，正反應(yīng)為降低，平衡逆移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)。圖乙中，圖乙中，p1p2，增大壓強，增大壓強，A升高，平衡正移，則正反應(yīng)升高，平衡正移，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。為氣體體積縮小的反應(yīng)。若縱坐標(biāo)表示若縱坐標(biāo)表示A的百分含量，則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，乙的百分含量，則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。題型精練題型精練解析解析因為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，達因為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，達到平衡所用時間減少，但是平衡向逆反應(yīng)方向移動，到平衡所用時間減少，但是平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的含量的含量減小，減小，A正確、正確、C錯誤；增大壓強，反應(yīng)速率加快，達到平衡所錯誤；增大壓強，反應(yīng)速率加快，達到平衡所用時間減少，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強，平衡用時間減少，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，向逆反應(yīng)方向移動，NO的含量減小，的含量減小，B正確；催化劑對平衡沒正確；催化劑對平衡沒有影響，只是加快反應(yīng)速率，縮短達到平衡所用的時間，有影響，只是加快反應(yīng)速率，縮短達到平衡所用的時間，D正正確。確。答案答案C2.2015北京理綜，北京理綜，26(3)反應(yīng)反應(yīng)：2H2SO4(l)=2SO2(g)O22H2O(g)H550 kJmol1它由兩步反應(yīng)組成：它由兩步反應(yīng)組成：.H2SO4(l)=SO3(g)H2O(g)H177 kJmol1SO3(g)分解。分解。L(L1，L2)、X可分別代表壓強或溫度，下圖表示可分別代表壓強或溫度，下圖表示L一定時，一定時，中中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。的變化關(guān)系。(1)X代表的物理量是代表的物理量是_。(2)判斷判斷L1、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：的大小關(guān)系，并簡述理由：_。【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】解答速率平衡圖像兩大方法解答速率平衡圖像兩大方法1.定一議二定一議二當(dāng)圖像中有三個變量時，先確定一個量不變，再討論另外兩當(dāng)圖像中有三個變量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系，有時還需要作輔助線。個量的關(guān)系，有時還需要作輔助線。2.三步分析法三步分析法一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛正正、v逆逆的相對大小；三的相對大小；三看化學(xué)平衡移動的方向?？椿瘜W(xué)平衡移動的方向。微題型三恒溫微題型三恒溫(壓壓)圖像分析圖像分析【示例【示例3】 2015山東理綜，山東理綜，30，(1)(2)合金貯氫材料具有優(yōu)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。題型示例題型示例(1)一定溫度下，某貯氫合金一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示，縱軸為的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時氫氣的壓強平衡時氫氣的壓強(p)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比數(shù)比(H/M)?！局R歸納】【知識歸納】該類圖像的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度該類圖像的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()，橫坐標(biāo)為溫度橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強或壓強(p)，常見類型如下所示：，常見類型如下所示：如圖如圖2所示曲線是其他條件不變時，某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率所示曲線是其他條件不變時，某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率()與溫度與溫度(T)的關(guān)系曲線，圖中標(biāo)出的的關(guān)系曲線，圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個點，表示四個點，表示v正正v逆逆的點是的點是3，表示，表示v正正v逆逆的點是的點是1，而，而2、4點表示點表示v正正v逆逆。1.(2015重慶一中月考重慶一中月考) 在容積一定的密閉容器中發(fā)生在容積一定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：可逆反應(yīng)：A(g)2B(g) 2C(g)HQ kJ/mol(Q0)，條件變化時，影響平衡移動的關(guān)系如，條件變化時，影響平衡移動的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是圖所示。下列說法不正確的是()A.p1p2，縱坐標(biāo)指，縱坐標(biāo)指C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C.p1p2，縱坐標(biāo)指，縱坐標(biāo)指A的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率題型精練題型精練解析解析結(jié)合圖像可確定，若結(jié)合圖像可確定，若p1p2，增大壓強平衡正向移動，增大壓強平衡正向移動，A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將減小，氣體的物質(zhì)的量減小，即混合氣體的平均的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將減小，氣體的物質(zhì)的量減小，即混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，故摩爾質(zhì)量增大，故A項錯誤，項錯誤，C項正確；若項正確；若p1p2，增大壓強平，增大壓強平衡正向移動，混合氣體中衡正向移動，混合氣體中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，A的轉(zhuǎn)化率將增的轉(zhuǎn)化率將增大，故大，故B、D項正確。項正確。答案答案A(1)該反應(yīng)屬于該反應(yīng)屬于_反應(yīng)反應(yīng)(填填“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”)。(2)100 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)：時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)：K_(用含用含a、b的代的代數(shù)式表示數(shù)式表示)。若一個可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)。若一個可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K值很大，對此反應(yīng)的值很大，對此反應(yīng)的說法正確的是說法正確的是_(填序號填序號)。a.該反應(yīng)使用催化劑意義不大該反應(yīng)使用催化劑意義不大b.該反應(yīng)發(fā)生將在很短時間內(nèi)完成該反應(yīng)發(fā)生將在很短時間內(nèi)完成c.該反應(yīng)達到平衡時至少有一種反應(yīng)物百分含量很小該反應(yīng)達到平衡時至少有一種反應(yīng)物百分含量很小d.該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)(3)在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入a mol CO、2a mol H2，達到平衡時，達到平衡時CO轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率_(填填“增大增大”、“不不變變”或或“減小減小 ”，下同，下同)，平衡常數(shù)，平衡常數(shù)_。答案答案(1)放熱放熱(2)b2/a2c(3)增大不變增大不變【思維建?！俊舅季S建?！拷獯鹚俾势胶鈭D像題的一般步驟解答速率平衡圖像題的一般步驟