高考化学 热点题型和提分秘籍 专题7_4 化学反应速率 化学平衡图象(含解析)

1、专题7.4 化学反应速率 化学平衡图象化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型，偶尔也会在非选择题中出现。因为图像是用二维坐标表示的，所以该类试题包含的信息量比较大，随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。 热点题型一 物质的量(浓度)、速率时间图像 例1、 (2015安徽理综，11)汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)O2(g) 2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应

2、，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A.温度T下，该反应的平衡常数KB.温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0，错误。 【提分秘籍】1.速率时间图像此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。如N23H22NH3H”“”“”或“”)。当反应()处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量

3、氢气，达平衡后反应()可能处于图中的_点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过_或_的方式释放氢气。【答案】(1)30c加热减压【提分秘籍】该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率()，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示： 如图2所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示 v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正v逆。 【举一反三】 在容积一定的密闭容器中发生可逆反应：A(g)2B(g) 2C(g)HQ kJ/mol(Q0)，条件变化时，影响平衡移动的关系如图所示。下列说法不

4、正确的是() A.p1p2，纵坐标指C的质量分数 C.p1p2，纵坐标指A的转化率 【答案】A 1【2016年高考四川卷】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中=3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小【答案】A【解析】从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，A正确；的比值越大，则甲烷的体积分数越小，故a

5、3b，B错误；起始加入量的比值为3，但随着反应的进行甲烷和水是按等物质的量反应，所以到平衡时比值不是3，C错误；温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D错误。2【2016年高考海南卷】(9分) 顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：（1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s1，k(逆)=0.002s1，该温度下反应的平衡常数值K1=_；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则_0(填“小

6、于”“等于”或“大于”)。（2）t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_(填曲线编号)，平衡常数值K2=_；温度t2_t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是_。【答案】（1）3 小于 （2）B 7/3 大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动3【2016年高考新课标卷】丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下： C3H6(g)+NH3

7、(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) H=-515kJ/mol C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) H=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是 ；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460OC低于460OC时，丙烯腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高于460OC时，丙烯腈产率降低的可能原因是 （双选，填标号）A催化剂活性降低 B平衡常数变大 C副反应增多 D反应活化能增大（3）丙烯腈和

8、丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为 ，理由是。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 【答案】（1）两个反应均为放热量大的反应；降低温度、降低压强；催化剂；（2）不是；该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 ；AC（3）1 ； 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低； 1:7.5:1D反应活化能的大小不影响平衡，错误；答案选AC。（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨气

9、、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。1(2014福建理综，12)在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：反应时间/min01020304050c(N2O)/(molL1)0.1000.0900.0800.0700.0600.050反应时间/min60708090100c(N2O)/(molL1)0.0400.0300.0200.0100.000下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是()(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c10，水蒸气含

10、量随时间的变化【答案】B5已知(CH3COOH)2(g)2CH3COOH(g)，经实验测得不同压强下，体系的平均相对分子质量(Mr)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A该反应的H0B气体的压强：p(a)p(b)p(c)C平衡常数：K(a)K(b)0，A、D项错误；温度越高，平衡常数越大，故b点的平衡常数最大，C项错误；图中曲线为等压线，p(b)p(c)，在同一温度下，压强增大，平衡逆向移动，即p(a)”、“p1)时H2的 体积分数随时间t的变化曲线。(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示。则010 min内，氢气的平均反应速率为_；该温度下，反应的平衡常数为_(保留三位有效数字)；10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】(1)(2)(3)0.225 molL1min15.33增大【解析】(1)反应达到平衡后，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明正反应是放热反应，H0。(2)在恒温密闭容器中，CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)是气体总体积减小的反应，加压平衡向正反应方向移动