2011化学一轮课程软件精讲-7.5解题技能化学反应速率化学平衡的图象(江苏).ppt

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1、1,考能特训 解题技能5 化学反应速率、化学平 衡的图象 化学反应速率和化学平衡图象类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图象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。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。预计这将是考查考生学科内综合能力的一种方向，高考试 题考查这种题型的力度将加大。,2,1.题型分类 （1）分析外界条件对反应速率及化学平衡的影响； （2）由图象判断反应特征（确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数的变化关系）； （3）由反应和图象判断图象中坐标或曲线的物理意义； （

2、4）由反应和图象判断符合图象变化的外界条件； （5）由反应判断图象正误等。,3,2.解题指导 （1）看图象：一看轴，即纵、横坐标的意义； 二看点，即起点、拐点、交点、终点；三看 线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即 等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化， 如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的 量的变化等。 （2）依据图象信息，利用平衡移动原理，分析 可逆反应的特征：吸热还是放热，气体计量数 增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加 或生成等。,4,（3）先拐先平：在化学平衡图象中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓 度大、压强大或使用了催化剂。 （4）定一议二：勒夏

3、特列原理只适用于一个条件的改变，所以图象中有三个变量时，先固定一个 量，再讨论另外两个量的关系。,5,3.分类解析 （1）浓度时间图：此类图象能说明平衡体系中各组分在反应过程中的变化情况。如A+B AB反应情况如图1所示，解该类图象题要注意各物质曲线出现折点（达到平衡）的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。,6,（2）全程速率时间图（如图2所示）：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示的情况，解释原因：AB段（v渐增），因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段（v渐小），则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H+)

4、渐小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。 （3）含量时间温度（压强）图：常见形式有如下几种。（C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数）,7,8,9,(4)恒压（温）线（如图3所示）：该类图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），常见类型有：,（5）其他：如图4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。,10,【典例导析】某化学科研小组研究在其他条件下不变时，改变某一条件对反应可用aA(

5、g)+ bB(g) cC(g)表示的化学平衡的影响，得到如下图象（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示平衡转化率，表示体积分数）。根据图象，下列判断正确的是 （ ）,11,A.反应：若p1p2,则此反应只能在高温下自发 进行 B.反应：此反应的H0且T2T1或H0且T2T1 D.反应:T1T2，则该反应不易自发进行,12,解析 这是一道综合性较强的题目，涉及图象的 分析及平衡移动和反应的方向。 反应中在恒压下温度升高,(A)减小，即升高 温度平衡向左移动,则正反应为放热反应，Hp2知，恒定温度时压强越大,(A)越大，即 增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子 数减少的反应（a+

6、bc），即为熵减反应,ST1。温度越高平衡时C的物质的量越少,即升 高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应， H0,B正确；反应中在同一温度下,增加B的 物质的量平衡向右移动,(C)增大;但当B的物,13,质的量达到一定程度后，对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响，(C)又减小，出现如图所示的曲线。若T2T1，温度越高(C)越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，HT2，恒压下温度越高，(A)越大，说明升高温度平衡向右移动，正反应为吸热反应，H0,则H-TS0，反应不易自发进 行，D错误。 答案 B,14,反思归纳 有关化学反应速率和化学平衡的图象题是高考中的一个热点，这类试题的特

7、点是将解题所需的信息概括在图象中，具有抽象性、复杂性和隐蔽性。解答这类问题时，首先要看清并读懂图象：一要看清楚横坐标和纵坐标；二要看懂线的走向、变化趋势；三要注意变化点，如线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点；四要善于借助辅助线（如等温线、等压线）；五要看清楚定量图象中有关量的多少。其次要学会联想规律，即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，且熟练、准确应用。最后是能正确,15,判断，即依题意仔细分析进行正确判断。解题时还应特别注意：图象中的横坐标、纵坐标分别表示哪些量；曲线上的点是不是表示平衡状态。一般横坐标是时间的曲线包含速率的因素，曲线上的点不一定都表示平衡状态；横坐标是温度

8、或压强的曲线上的点一般表示平衡状态，这些点之间的关系反映了化学平衡的移动情况。当图象包含温度、压强等多种因素时，必须固定其他条件不变，分析某单一因素对化学平衡的影响。,16,迁移应用 1.(2009全国理综，13)下图表示反应X（g） 4Y(g)+Z(g) H0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线： 下列有关该反应的描述正确的是 （ ）,17,A.第6 min后，反应就终止了 B.X的平衡转化率为85% C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85% D.若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小 解析 第6 min时，可逆反应达到平衡状态，反应并未停止，A错；X的平衡转化率 B正确；该反应正向为放热

9、反应，升高温度，平衡逆向移动，X的转化率减小，C错误；降低温度，平衡正向移动，v正、v逆均减小，但两者不是同样 倍数减小（逆反应减小的趋势大），D错误。 答案 B,18,2.(2009江苏，14改编)I2在KI溶液 中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq) (aq) 。某I2、KI混合溶液 中， 的物质的量浓度c( )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) (aq)的H0 B.若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、 K2，则K1K2 C.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

10、的c(I2)大,19,解析 由图像知：c( )随温度升高而减小，故该可逆反应正向为放热反应，HK2，B错误；反应进行到状态D时，c( )v逆，C正确；状态A 状态B，c( )减小，化学平衡逆向移动，c(I2)增大，即状态B的c(I2) 大，D错误。 答案 C,20,3.(原创)已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) H0的化学反应速率(v) 与时间(t) 的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g) N2O4(g) H0的浓度（c）随时间t的变化情况。 下列说法中正确的是 （ ）,21,A.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大 了压强 B.若图一t2时改变的

11、条件是增大压强，则反应的 H增大 C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大 了压强 D.若图二t1时改变的条件是增大压强，则混合气 体的平均相对分子质量将减小,22,解析 由图一可知，t2时正、逆反应速率均加快且发生突变，化学平衡正向移动，可能是升高了温度也可能是增大了压强，根据H所表示的意义，不管平衡如何移动，H不变，所以A正确，B错；由图二可知，t1时改变平衡条件的瞬间，NO2和N2O4的浓度均增大，然后c(NO2)减小，c(N2O4)增大，平衡向正反应方向移动，改变的条件可能是给体系增大压强，但不可能是由温度改变引起，选项C错；若增大压强，平衡正向移动，气体的总物质的量减小，混合气

12、体的平均相对分子 质量增大，D错。 答案 A,23,4. 在A+B 2C的反应中，在某温 度下经t s后混合物中C的百分含量 的变化情况如右图所示。则 （1）A与B化合生成C的反应是 热反应。 （2）温度在475以下，随温度升高，C的百分含量增大，这是因为 。 （3）当温度在475以上，随温度升高，C的百分含量反而减小，这是因为 。 （4）当温度在475时，若B为气态，体系加压时，C的浓度不变，则A、C的状态又如何？,24,解析 （1）据图象分析：温度高于475 时，随着温度升高，C%降低，故反应是放热反应。 （2）在475以下,是建立平衡阶段,v(正)v(逆),所以C%增大。 （3）在475

13、以上，是因为达平衡后，升温向左移动。v(逆)v(正)，所以生成物的含量反而减小 答案 （1）放 （2）建立平衡阶段，v(正)v(逆)，所以C%增大 （3）因反应放热，升温平衡向左移动，v(逆)v(正)，所以生成物的含量反而减小 （4）C为固（液）态,A为气态或液态或固态。,25,易错题重练 1.（2009山东理综，14）2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）是制备硫酸的重要反应。下 列叙述正确的是 （ ） A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C.该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达 到平衡的时间 D.在t1、t2时刻，SO3（g）的浓度分

14、别是c1， c2，则时间间隔t1t2内，SO3（g）生成的平 均速率为v=,V2O5,26,答案 D,解析 加入催化剂同时改变正、逆反应速率， A项错误。,27,2.(2009福建理综，12)某探究小组利用丙酮的溴 代反应（CH3COCH3+Br2 CH3COCH2Br+ HBr）来研究反应物浓度与反应速率的关系。 反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时 间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：,HCl,28,分析实验数据所得出的结论不正确的是 ( ) A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验和的v(Br2)相等 C.增大c(HCl),v(Br2)增大 D.增大c

15、(Br2)，v(Br2)增大 解析 由实验可以看出，增大c(CH3COCH3), v(Br2)增大，A正确；由实验数据可以看出,和 的v(Br2)相等，B正确；由实验可以看出，增 大c(HCl),v(Br2)增大，C正确；由实验可以看 出，增大c(Br2)，v(Br2)减小，D不正确。 答案 D,29,3.（2009四川理综，13）在一体积可变的密闭 容器中，加入一定量的X、Y,发生反应 mX(g) nY(g) H=Q kJ/mol。反应达到平衡 时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关 系如下表所示: 下列说法正确的是 （ ）,30,A.mn B.Q0,B、D项错误。 答案 C,31,4.设

16、C+CO2 2CO（正反应为吸热反应），正 反应速率为v1；N2+3H2 2NH3（正反应为放 热反应），正反应速率为v2。对于上述反应， 当温度升高时，v1和v2的变化情况为 （ ） A.同时增大 B.同时减小 C.v1增大，v2减小 D.v1减小，v2增大 解析 温度升高，v正、v逆均增大。,A,32,5.在相同温度和压强下，对反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验， 实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表 上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是 ( ) A.乙=丁丙=甲 B.乙丁甲丙 C.丁乙丙=甲 D.丁丙乙甲,33,解析 根据反应

17、方程式： CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） 甲：a mol a mol 0 mol 0 mol 乙：2a mol a mol 0 mol 0 mol 丙：0 mol 0 mol a mol a mol 丁：a mol 0 mol a mol a mol 根据极端假设的思想，将产物全部转化为反应 物，发现甲和丙中加入的物质的量一样，乙和丁 中加入的物质的量一样，因此甲和丙、乙和丁属 于等效平衡，达到平衡后CO的物质的量：甲=丙、,34,乙=丁，乙和甲相比，乙相当于在甲的基础上多加了a mol CO2，增大反应物的浓度平衡右移，因此达到平衡后CO的物质的量：乙甲，故达平衡后 n（

18、CO）的大小顺序为：乙=丁丙=甲。 答案 A,35,6.分别在甲、乙两容器（如图所示）中进行一可 逆反应：2A（g）+2B（g） C（g）+3D(g) H0。现向体积为V的容器甲中充入2 mol A 和2 mol B，再向乙容器中充入2 mol C和6 mol D，并使乙容器在反应开始前的体积为2V。关 于两容器中反应的说法正确的是 （ ）,36,A.在恒温下，甲容器中的反应先达到化学平衡 状态 B.在恒温下，将乙容器上的砝码拿掉一只后再 继续反应达到平衡，所得平衡中的C物质的 质量分数、体积分数、物质的量浓度都与甲 中相同 C.在恒温下两容器中达到平衡后，将两容器中 的温度升高，当达到一个相

19、同的温度时，再 达到平衡后两容器中C物质的物质的量浓度 仍然相同 D.在甲容器中再充入2 mol A和2 mol B，平衡后 甲中C物质的浓度是乙中C物质的浓度的2倍,37,解析 A选项，两容器中的反应同时达到一个相 同的平衡；B选项，乙容器去掉一只砝码时，乙 容器的体积会变大，虽然在扩大容积时不会使平 衡移动，但会使平衡体系中的各物质的物质的量 浓度都降低，B不正确；C选项，在升高温度后， 乙容器的体积会增大，虽然在升高相同温度后达 到的平衡仍是等效平衡，但各物质的浓度不再相 同；D选项，在甲容器中再加入2 mol A和2 mol B，相当于增大了压强，从结果看平衡不发生移 动，但各物质的浓

20、度加倍，所以在所得平衡中， 甲中C物质的浓度是乙中C物质的浓度的2倍。 答案 D,38,7.化学平衡常数K表达式表示：产物浓度的化学计 量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂 之积的比值。高温下，某反应达到平衡，平衡 常数K=c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)。恒容 时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的 是 （ ） A.该反应的反应热（H）为正值 B.恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 C.升高温度，逆反应速率减小 D.该反应化学方程式为CO+H2O CO2+H2,催化剂,高温,39,解析 本题易错选B。错因是机械运用化学平衡 移动原理，认为增大压强，CO2+H2 CO

21、+ H2O平衡向右移动，没有理解压强改变的本质原 因，也没有看清“恒容”限制。根据K表达式知， CO和H2O为产物，可逆反应：CO2+H2 CO+ H2O。升温，H2浓度减小，说明正向反应是吸热 反应，H0，A项正确；恒温恒容，增大外压对 化学平衡没有影响，增大压强途径有：向容器里 充入气态反应物或气态产物，或充入惰性气体。,催化剂,高温,40,若充入惰性气体，平衡不移动，若充入CO或水蒸 气，平衡左移，H2浓度增大，若充入H2，平衡右 移，但达到新平衡时，H2浓度比原平衡浓度增 大，因为“减小”不能“抵消”，充入CO2，则H2浓 度减小，B错；升高温度正、逆反应速率都增 大，只是吸热反应方向

22、增大得较快，C错；D项， 该反应化学方程式写反了，错。 答案 A,41,8.在体积恒定的密闭容器中发生反应N2O4（g） 2NO2(g) H=+57 kJ/mol,在温度为T1、 T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化 曲线如图所示。下列说法正确的是 （ ） A.A、C两点的反应速率：AC B.A、C两点气体的颜色：A点浅，C点深 C.由状态B到状态A，可以用升温的方法 D.A、C两点气体的平均相对分子质量：AC,42,解析 选项A，在其他条件不变时，压强越大反应 速率越大，达到化学平衡的时间越短，因p2p1,C 点的反应速率大于A点的反应速率；选项B，压强 增大平衡向逆反应方向移动，N

23、O2的物质的量减 小，但容器体积恒定，所以NO2的浓度变小，颜 色变浅，故C点的颜色比A点浅；选项C，由状态B 到状态A，NO2的体积分数增大，平衡向正反应方 向移动，生成NO2的反应为吸热反应，故加热升 温即可；选项D，A点气体总的物质的量大于C点 气体总的物质的量，而气体的体积和质量不变， 根据气体的平均相对分子质量 ，A点 气体的平均相对分子质量小于C点。 答案 C,43,9.将等物质的量的X、Y气体充入一个容积可变的 密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达 到平衡： X(g)+Y(g)+2M(s) 2Z(g) H0。 若改变某个条件并维持新条件直至达到新平 衡，下表中关于新平衡与原平

24、衡的比较，正确 的是 （ ）,A,44,10.在一定温度下体积恒定的密闭容器中，充入 2 mol A、1 mol B和4 mol M发生如下反应： 2A(g)+B(g)+M(s) xC(g)，达到平衡后C的体 积分数为a%；若在相同条件下，x分别为2或3 时，均按起始物质的量为0.6 mol A、0.3 mol B、 1.4 mol C、2 mol M充入容器中，分别达到平衡 状态，两平衡状态中C的体积分数为 （ ） A.两者都小于a% B.两者都大于a% C.两者都等于a% D.无法确定,45,解析 根据反应式中物质状态知，M的量对反应 没有影响，该条件是“恒温恒容”，讨论： （1）当x=2

25、时，该可逆反应是气体分子数不相等的反应。 2A(g) + B(g) 2C(g) 起始 2 mol 1 mol 0 起始 0.6 mol 0.3 mol 1.4 mol 起始 (0.6+1.4) mol (0.3+0.7) mol 0 =,能达到同一平衡状态。,46,（2）当x=3时，该可逆反应是气体分子数相等的 反应。 2A(g) + B(g) 3C(g) 起始 2 mol 1 mol 0 起始 0.6 mol 0.3 mol 1.4 mol 起始(0.6+1.42/3) mol (0.3+1.4/3) mol 0 =，n（A）n（B）=（0.6+2.8/3） mol (0.3+1.4/3)

26、mol=(4.6/3) mol(2.3/3) mol=21，投 料的平衡体系可视为投料的平衡体系经体积 变化而来，而等气体分子数反应，改变体积（即 减或增压强），平衡不移动，故得到和是等 效平衡。综上所述，这两个平衡状态中C的体积 分数都为a%。 答案 C,47,答题规范7 化学反应速率及化学平衡 题的答题规范 学生案例 1.某温度时，在3 L密闭容器 中，X、Y、Z三种物质的 物质的量随时间变化的曲 线如图所示。由图中数据分析： （1）该反应的化学方程式： 。 （2）反应开始至2 min末，X的反应速率为： 。 （3）该反应是由 开始反应的（填“正 反应”、“逆反应”或“正、逆反应同时”）。

27、,2Z+Y 3X,0.2 mol/(Lmin),正反应,48,规范答案 （1）2Z+Y 3X （2）0.067 mol/(Lmin) （3）正、逆反应同时,49,2.一定条件下，可逆反应A （g） +B（g） 2C（g），达到平衡时，各物质的平衡浓度 为：c（A）=0.5 mol/L，c（B）=0.1 mol/L， c（C）=1.6 mol/L，若用a、b、c分别表示A、 B、C的初始浓度（mol/L），则： （1）a、b应满足的关系是 。 （2）a的取值范围是 。 规范答案 （1）a-b=0.4 （2）0.4a1.3,a-b=0.4,0.4a1.3,50,3.硫酸工业在生产上具有重大意义，其

28、关键反 应方程式为2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） H0，请回答下列问题： （1）硫酸工业中为提高生产效率采取了很多措 施，一般从两个方面来分析： A.提高单位时间内SO3的产量；B提高SO2的平 衡转化率。下列措施中分别能满足上述两方 面中的哪一方面，请用A、B填空。 催化剂 ；分离SO3 。,A,B,51,（2）向一恒容密闭容器中加入一定量的SO2和 O2，反应过程中SO2的浓度随时间变化关系如图 所示： 在010 min内，平均反应效率v（SO2）= 。 第7 min时，改变的条件可能是 。 A.充入Ar B.升温 C.降温 D.使用更高效的催化剂,0.04,D,52,1013

29、 min内平均反应率v1与2025 min内平均反应速率v2的大小关系为 。 A.v1v2 B.v1v2 C.v1=v2 D.无法确定 规范答案 （1）A B （2）0.04 mol/（Lmin） BD D,A,53,阅卷心语 1.由物质的量的变化值求某物质的化学反应速率 时，不能忘记体系的体积，反应速率是指单位 时间内物质的量浓度的变化值。另外识别图象 时，如果图象上表示出了平衡点，则平衡时各 物质的某个量都不为0，说明反应为可逆反 应，写化学方程式时不能丢“ ”。 2.利用极值法求出某个量的范围后，一定要注意 极值是不是在范围内。 3.要学会利用讨论的思想解决相关问题，引起平 衡移动的原因不明时，要对影响平衡的条件逐 一进行讨论。,返回,