化学反应原理之图象

1、揭阳华侨高级中学2014-2015学年度高三化学二轮复习化学反应原理之图像分析² 第31题化学反应原理的考查点第31题化学反应原理2.热化学方程式书写、盖斯定律1.根据条件写反应方程式7.反应速率、平衡常数、转化率、反应热等计算5.图像、数据分析、归纳3.化学平衡移动原理6.画图（能量变化、速率变化、平衡移动、电化学等）4.电化学原理近几年的高考题的重难点主要是对图形数据分析能力、归纳能力、画图能力的考查以及一些简单计算能力应用。² 以图像为载体的化学反应速率和平衡的综合考查化学平衡图像问题是高考化学试题中最常见的一种题型。该类题型的特点为图像是题目的主要组成部分，把所要考

2、查的知识寓于坐标曲线上，简明、直观、形象，易于考查学生的观察能力、类比能力和推理能力。解答化学平衡图像题必须抓住化学方程式及图像的特点。析图的关键在于对“数”、“形”、“义”、“性”的综合思考，其重点是弄清“四点”(起点、交点、折点、终点)及各条线段的化学含义，分析曲线的走向，发现图像隐含的条件，找出解题的突破口。(1)解答化学反应速率和化学平衡图像题的一般步骤 (2)解答化学反应速率和化学平衡图像题常用技巧先拐先平在含量时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大。定一议二在含量T/p曲线中，图像中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系(因平衡移动原

3、理只适用于“单因素”的改变)。即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。² 图像类型及例析1.v-t图对于可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，若其他条件都不变，只是在反应前是否加入催化剂，可得到如下两种vt图像。下列判断正确的是()A.a1>a2 B.t1<t2C.两图中阴影部分面积相等D.图中阴影部分面积更大【答案】c2.c-t图【31.（2012）】为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：表中Vx=_mL，理由是_。已知某条件下，浓度c（S2O82）反应时间t的变化曲线如图13，若

4、保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82）t的变化曲线示意图（进行相应的标注）【答案】2； 保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的不变。【31（2010）】硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是_ _该反应的_0(填“<”、“=”或“>”).【答案】升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动。 3.c-T或c-P图（纵坐标可能

5、是转化率、n、m等）对于反应2SO2O2 2SO3(1)某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如下图所示。平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_K(B)(填“>”、“<”或“”)。(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c(SO3)的变化如上图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡(此时SO3的浓度为0.25 mol·L1)。请在下图中画出此变化过程中SO3浓度的变化曲线。【答案】（1）= （2）4.反应过程能量【31.（2011）】将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生

6、反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的H=+206 kJmol-1，在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）【答案】 （2014）² 专题训练1.(2015湛江一模31)（16分）制备氢气可利用碘硫热化学循环法，其原理示意图如下。（1）已知：2SO3(g)2SO2 (g) + O2 (g) H1H2OSO2 H2O H2SO4分解 本生反应 I2 H2 化学反应 O2 850 450 H2SO4 HI120 加热 加热 放热 H2SO4(l)SO3(g) + H2O(l) H22H2SO4(l)2SO2 (g) + O2(g)

7、+2H2O（l） H3则H3= （用H1和H2表示）(2)上述热化学循环制氢要消耗大量的能量，从绿色化学角度，能量供应的方案是 。(3)碘化氢热分解反应为：2HI(g)H2(g)+I2(g) H0。则该反应平衡常数表达式：K= ；升温时平衡常数K （选填“增大”或“减小”）1 2 3 4 n(I2)/n(SO2) 3 2 1 物质的量/molba cd(4)本生(Bunsen)反应中SO2和I2及H2O发生反应为：SO2+I2+2H2O=3H+HSO4+2I； I+I2I3。 当起始时，SO2为1mol，水为16mol，溶液中各离子变化关系如下图，图中a、b分别表示的离子是 、 。在水相中进行

8、本生反应必须使水和碘显著过量，但易引起副反应将反应器堵塞。写出浓硫酸与HI发生反应生成硫和碘的化学方程式： 。2.(2015湛江一模33.II)某研究小组为探究弱酸性条件下铁的电化学腐蚀类型，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图（1）所示)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（3）请填满表中空格，以完成实验设计：编号实验目的炭粉/g铁粉/g醋酸浓度/mol/L作参照实验0.52.01.0探究醋酸浓度对实验的影响0.50.10.22.01.0（4）实验测得容器中的压强随时间的变化如图(2)所示。该小组得出0t1时压强增大的主要原因是： 。t2时，容器中压

9、强明显变小的原因是 。请在图(3)中用箭头标出发生该腐蚀时A和B之间的电子移动方向。 BA （1） (2) (3)3（2015肇庆一模32）（16分）氮元素的化合物应用十分广泛。请回答：（2）298 K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g) N2O4(g)H-a kJ·mol1 (a>0) 。t/sc (mol/L)N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题：298k时，该反应的平衡常数为 L ·mol1（精确到0.01）。下列情况不是处于平衡状态的是 ： a.混合气体的密度保持不变；b.混合气体的

10、颜色不再变化；c.气压恒定时若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)=0.6 mol n(N2O4)=1.2mol，则此时V（正） V（逆）（填“>”、“<”或“=”）。V(NaOH溶液)/mLpH（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如右图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点，b点时，溶液中发生水解反应的离子是_；在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。4（2015肇庆期末 31）已知：C

11、(s)+O2(g) = CO2(g) H=-393kJmol-1 ；2CO (g)+O2(g) = 2CO2(g) H=-566kJmol-1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJmol-1（1）将水蒸气喷到灼热的炭上实现炭的气化（制得CO、H2），该反应的热化学方程式为 。（2）)将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为1L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：实验组序温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCO21500483.242750240.833750240.81该反

12、应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。实验1中，04min时段内，以v(H2)表示的反应速率为 。实验2达到平衡时CO的转化率为 。实验3与实验2相比，改变的条件是 ； 请在右图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2)随时间变化的曲线，并作必要的标注。5.（2015年韶关调研31）（5）硫酸是强酸，在图中画出硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应过程的能量变化示意图。6（2015年韶关调研32）（15分）镁橄榄石主要成分是Mg2SiO4，电解法促进镁橄榄石固定CO2的工艺流程如下图所示：已知：Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)2MgCl2(aq)+SiO2(s)+2H2O(l) H =49

13、.04 kJ·mol-1固碳时主要反应的方程式为NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq)。（1）上图方框里的操作名称是 ，横线上的物质有（填化学式） 。（2）下列物质中也可用作“固碳”的是（填字母序号） 。ACaCl2 BNH3·H2O CNa2CO3 DH2O（3）由右图可知，90 后曲线A溶解效率下降，分析其原因 。（4）经分析，所得碱式碳酸镁沉淀中含有少量NaCl。为提纯，可采取的方法是 。本流程中可循环利用的物质是（填化学式） 。（5）另一种橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20，用氧化物的形式可表示为 。² 综合训练1.(2014·新

14、课标全国卷，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_ mol·L1·s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L1·s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。 T_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。列式计算温度T时反应的平衡常数K2

15、_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。2.2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：(1)该反应的H_0(填“>”或“<”)。(2)在T2温度下，02 s内的平均反应速率v(N2)_。(3)当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面

16、积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。(4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填代号)。3.2014·大纲全国卷，28(2)反应AX3(g)X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)_。 图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变

17、的实验条件及判断依据是：b_，c_。4（2014全国I卷第28题）(15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式 （2）已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)DH123.9KJ·mol1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4 (g)2H2O(g)D H229.1KJ·mol1乙醇异构化反应CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g)D H3+50.7KJ·mol1则乙烯气相直接

18、水合反应C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)的DH KJ·mol1与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是： 。（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)n(C2H4)=11)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压×物质的量分数)图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为： ，理由是： 气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ，压强69MPa，n(H2O)n(C2H4)=061。乙烯的转化率为5。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温

19、度和压强外，还可以采取的措施有： 、 。参考答案：² 专题训练1. (2015湛江一模31) （1）H1+2H2（2分）（2）用廉价的清洁能源供给能量（用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源）（2分）（3）c(H2)·c(I2)/c2(HI) （3分） 增大（2分）（4）H+ 、 I3 （各2分） 6HI+H2SO4(浓)=3I2+S+4H2O（3分）2.(2015湛江一模33.II)（每空2分）（3）编号实验目的炭粉/g铁粉/g醋酸浓度/mol/L2.0探究炭粉的量对实验的影响（画图2分）（4）发生析氢腐蚀，产生了气体；反应放热，温度升高。（2分）发生吸氧腐蚀消耗了氧气

20、（2分）。实验3实验23.（2015肇庆一模32）（2）(7分)6.67 （3分） a（2分） < （2分）（3）(6分)NH4+ （3分） c(Na)>c(SO)>c(NH)>c(OH)c(H)（3分） 4（2015肇庆期末 31）（1）（2分）C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) H=+132kJmol-1 （2）（10分）放热(2分) 0.8mol/(L·min) (2分)20%(2分) 加催化剂(2分) 画曲线见右图（2分。其中曲线1分，标注1分）5.（2015年韶关调研31）（5）（3分。如图，曲线正确2分，标明物质1分）6（2015年韶关调研32） （1）电解（2分）；H2、Cl2（2分，各1分）（2）B C（2分）（3）120 min后溶解达到平衡，而反应放热，升温平衡逆向移动，溶解效率降低（3分）（4）洗涤（2分）；NaCl（2分。答H2、Cl2或HC