高三化学原理部分一轮复习-化学速率与平衡图像专题

化学反应速率与平衡图像问题【拓展提升】【反应原理单元复习】【常见速率与平衡图像】横坐标通常是：纵坐标通常是：反应速率ν、反应物浓度c、转化率α、百分含量B%、气体体积分数φ等。时间t、温度T、压强P；图像法本质上是将外界条件对速率与平衡影响的规律直观化！读懂图像内涵→结合理论、学会作图一、化学反应速率图像：【例1】以反应为例，分析下列图像表达的信息：1、根据图1、2中t1时刻速率变化，判断化学平衡移动方向？2、推测图1、2中t1时刻，分别改变哪些外界条件？3、从图2中t1时刻速率及平衡变化分析，m+n与p+q关系?反应热△H？ν

(正)>ν

(逆)，化学平衡正向移动图1增大反应物浓度；图2降温或减压。减压，平衡向气体体积增大方向移动，故m+n<p+q降温，平衡向放热反应方向移动，故正反应△H<0突变续变【练习1】某密闭容器中发生反应X(g)+Y(g)⇌2Z(g)△H<0。下列为该反应的v-t图，t2、t3、t5时刻，改变某一外界条件。下列说法中正确的是（）

A.t2时肯定使用催化剂B.t3时减小压强C.t5时升高温度D.t6后反应物转化率最低CD【练习2】某温度时，在2L密闭容器中有X、Y、Z三种气态物质。实验测得不同时刻各物质的量如下表所示，同时测得至3min时吸收热量75kJ。t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0030.750.500.5050.650.300.7090.600.200.80140.600.200.80v(逆)tt1t2t3t4t5t6(1)写出该热化学反应方程式：

。

(2)该温度下反应的平衡常数K=

。(3)若该反应的逆反应速率与时间的关系如上右图：①t2~t3时平衡向

(填“正”或“逆”)向移动。②t4时被改变的外界条件是

。A.升温B.降温C.降压D.移去部分反应物160/3逆BCX(g)+2Y(g)⇌2Z(g)△H=+300kJ/mol【例2】以反应为例，分析下列图像表达的信息：1、速率交点a点表示的含义？2、a点之后随着压强增大，平衡移动方向？3、判断m+n与p+q大小关系？ν(逆)>ν(正)

，化学平衡向逆反应方向移动逆反应方向为气体体积减小方向，即m+n<p+qν(正)=ν(逆)，处于化学平衡二、化学反应平衡图像：1、百分含量%、转化率α等—时间t【例3】以反应为例，分析下列图像表达的信息：1、图像中拐点的意义是什么？2、

T1和T2的大小关系？3、

正反应是吸热反应还是放热反应？4、

若将纵坐标改为A转化率，其余均不变，则情况如何？T1

<T2放热反应T1→T2，温度升高，C%减小，平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应方向【例4】以反应为例，分析下列图像表达的信息：1、P1和P2的大小关系？2、m+n与p+q大小关系？3、比较图Ⅲ中a线与b线，a线可能采用怎样的反应条件？1）催化剂：加快速率不影响平衡移动；2）若m+n=p+q即等体反应，加压也可；P1→P2，压强增大，α(A)减小，平衡向逆反应方向移动，即逆反应为气体体积减小反应方向m+n<p+qP2>P1【练习3】可逆反应aA(s)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度T、压强P的关系如下图：据图分析，以下正确的是（）A.T1＞T2,正反应吸热B.T1＜T2,正反应放热C.P1＞P2,a+b=c+dD.P1＜P2,b=c+dBD时间B%P2P12、百分含量%、转化率α等—温度T、压强P、投料比温度0【例5】以反应为例，下列图像表示平衡转化率及M与温度、压强关系：1231、根据图1，判断上述反应正反应放热还是吸热？2、根据图2，推导m+n与p+q的大小关系？3、结合2中的结论，推导图3中正反应放热还是吸热？升温，A转化率降低，即平衡向逆反应方向移动，故△H<0加压，A转化率降低，即平衡向逆反应方向移动，故m+n<p+q升温，M(混)降低，即平衡向气体物质的量增多方向移动即正反应方向，故△H>0【练习4】I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)⇌I3-(aq)，某I2、KI混合溶液中，c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()A．反应I2(aq)+I-(aq)⇌I3-(aq)的△H>0B．若温度为T1、T2时，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2C．若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大C【练习5】SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为VL的密闭容器中充入0.2molSCl2(g)，发生反应：2SCl2(g)⇌S2Cl2(g)+Cl2(g).图中所示曲线分别表示反应在amin时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是（）A.2SCl2(g)⇌S2Cl2(g)+Cl2(g)的△H>0,△S<0B．当容器中气体密度恒定不变时，反应达到平衡状态C．55℃，向体积为0.5VL的容器中充入0.2molSCl2(g)，amin时SCl2(g)的转化率大于50%D．82℃，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol，此时v(逆)>v(正)＞

CD【例6】以反应为例，下图表示的是A的平衡转化率α(A)与压强、温度的关系。试分析：1、正反应是放热还是吸热反应？2、

m+n与p+q的大小关系？多因素影响，添加辅助线控制变量：定一议二法固定压强变量，选106Pa等压线，温度T升高，α(A)增大，即平衡向正反应方向移动；故△H>0吸热反应固定温度变量，做辅助线，由下至上，压强P增大，α(A)增大，即平衡向正反应方向移动；故m+n>p+q【练习6】对于反应

2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图)。①比较

P1、P2的大小关系：P1___________P2(填＞、＜或=)。②该反应的平衡常数

K的表达式为___________，随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是___________。(填增大、减小或不变)。>减小【练习7】对于反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H<0，下列图像正确的是（）A【练习8】沥青混凝土可作为反应2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)催化剂。图甲表示在相同恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。(1)a、b、c、d四点中，达到平衡状态的是

。bcd(2)下列关于图甲的说法正确的是

。A.CO转化反应的平衡常数K(b)<

K(c)B.在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最大D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性BD【例7】反应3A(g)+B(g)⇌2C(g)分别在T1、T2条件下自发反应，在恒容容器中投入一定量的A物质，B物质的投料与C的平衡体积分数关系如图。(1)该正反应为吸热还是放热反应？(2)T1

T2(3)曲线最高点表示什么含义？(4)a、b、c三点α(A)、α(B)的大小关系？投料比等于计量数比时，产物平衡体积分数最大>△S<0，反应自发，则△H<0放热反应n0(B)/n0(A)α(A):c>b>a;α(B):a>b>c三、速率与平衡的作图技巧：【例8】在密闭容器中进行可逆反应：A(g)+2B(g)⇌2C(g)△H<0。(1)请在下图中画出两条分别表示200℃和400℃条件下,从加入反应物到反应达到平衡状态时,C的百分含量与时间(t)的曲线,并在曲线上注明温度。(2)反应达到平衡后，画出气体平均相对分质量随压强变化曲线。【练习8】已知：N2O4(g)⇌2NO2(g)

ΔH＞0，将一定量N2O4气体充入恒容密闭容器中，控制反应温度为T1。反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图1，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线。【练习9】已知

，反应自发。900K时，体积比为4:1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线如图。保持其他条件不变，温度升高到TK(假定反应历程不变)，请画出压强在1.5×105~4.5×105Pa范围内，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线示意图。正反应为放热反应【练习10】NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术。例如：

；以FeSO4作催化剂在不同温度下，经过相同的时间测试氨还原氮氧化物效果如下图。下图反映的是在400℃时N2的体积分数与反应物中c(NH3)/c(NOx)的关系，请在图中画出450℃的变化趋势曲线。400℃反应刚达到平衡，继续升温，转化率下降，故△H<0【练习11】将CO2与H2按物质的量之比为1:3通入恒温恒容密闭容器中，控制条件，使其进行反应，得到甲醇的体积分数与时间的关系如下图所示。保持其它条件不变，t1时再向容器中加入一定量物质的量之比为1:3的CO2与H2混合气，t2时再次达到平衡，请在图中画出t1~t3时间内甲醇体积分数随时间的变化曲线。

【练习12】CO2

催化加氢合成二甲醚。其过程中主要发生下列反应：反应i：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1反应ii：2CO2(g)+6H2(g)

⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.5kJ·mol−1在恒压、CO2

和H2

的起始量一定的条件下，CO2

平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图所示。若改为恒容容器，其他条件不变，在图中画出平衡时CH3OCH3

的选择性随温度的变化曲线。