化学反应速率及化学平衡图像的综合应用2018(4页).doc

-化学反应速率及化学平衡图像的综合应用 命题风向标化学图像题具有简明、直观、形象的特点，是近年来高考的热点题型。而多变量图像题还具有信息量大、可随意调控试题难度等特点，能够很全面地考查学生分析、比较、概括和归纳问题的能力，因此备受命题者青睐。化学反应速率及化学平衡的考查经常与图像相互结合，近年来屡屡出现在高考选择题和非选择题中。此类试题的主要特点有： (1)图像在一个坐标系上有多个变化量，图像较为复杂；(2)图像中隐含信息量大，对学生读图获取信息能力的要求较高；(3)由于多变量的存在，要求学生会多角度、多层次去思考和探究问题，有效地考查了学生综合分析、推理判断的能力。 提分策略1图像类型归纳(1)浓度­时间图像如A(g)B(g) AB(g)(2)含量­时间­温度(压强)图像(C%指某产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)(3)恒压(或恒温)线图像(表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)图，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，H<0；图，若T1>T2，则正反应为气体体积增大的反应，H<0。(4)几种特殊图像对于化学反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应的H<0。对于化学反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，如右上图所示，L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正<v逆。2解题步骤3解题技巧(1)先拐先平在含量(转化率)­时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二当图像中有两个或三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外一个或两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)三步分析法一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。4绘图要领一标：标原点，标横、纵坐标的物理量及单位。二比：比照原图像，画出新图像，并标明相关量。提分训练题型一传统图像类型1在恒温恒容条件下，将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)H>0，反应过程中各物质的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化曲线如图所示。(1)该温度下，该反应的平衡常数为_，若温度升高，K值将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的是_点。从起点开始到首次达到平衡时间内，以NO2表示的反应速率为_。(3)25 min时，加入了_(填加入物质的化学式及加入的物质的量)，使平衡发生了移动。(4)d点对应NO2的物质的量浓度_(填“大于”“小于”或“等于”)0.8 mol·L1，理由是_。答案：(1)0.9增大(2)b、d0.04 mol·L1·min1(3)0.8 mol NO2(4)小于假设平衡时二氧化氮的浓度为0.8 mol·L1，则此时Q1.28>K0.9，平衡要逆向移动，使二氧化氮的浓度降低2工业上可由天然气为原料制备甲醇，也可由水煤气合成甲醇。(1)已知：2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)Ha kJ/molCO(g)2H2(g)=CH3OH(g)Hb kJ/mol试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式：_。(2)通过下列反应制备甲醇：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况。从反应开始到平衡，用CO表示平均反应速率v(CO)_，该反应的平衡常数表达式为K_。(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2，CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图乙所示。下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_(填字母)。AH2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍 BH2的体积分数不再改变 C体系中H2的转化率和CO的转化率相等 D体系中气体的平均摩尔质量不再改变比较A、B两点压强大小pA_pB(填“”“”或“”)。若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2，则在平衡状态B时容器的体积V(B)_L。答案：(1)2CH4(g)O2(g)=2CH3OH(g)H(a2b) kJ/mol(2)0.075 mol/(L·min) (3)AC4题型二陌生图像类的综合题3(1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)。已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图：此反应_(填“放热”或“吸热”)；若温度不变，提高投料比 n(H2)/n(CO2)，则K将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)采用一种新型催化剂(主要成分是Cu­Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。主反应：2CO(g)4H2(g) CH3OCH3(g)H2O(g)。副反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)；CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。则催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为_时最有利于二甲醚的合成。答案：(1)放热不变(2)2.04(1)一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l)H270 kJ·mol1。其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是_。某科研小组用Fe2O3作催化剂，在380 时，分别研究了n(CO)n(SO2)为11、31时SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO)n(SO2)31的变化曲线为_。(2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如图3，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。写出该脱硝原理总反应的化学方程式：_。为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_。(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag­ZSM­5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图5所示。若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是_；在n(NO)/n(CO)1的条件下，应控制的最佳温度范围为_。答案：(1)Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源曲线a(2)6NO3O22C2H43N24CO24H2O350 、负载率3.0%(3)NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行850900 K-第 4 页-