2023年高考化学题型(七)化学反应速率和化学平衡图像.pdf
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1、命题视角一化学反应速率图像理核知识1.速率一时间图像 反应机A(g)+B(g)pC(g)+qD(g),机+p+q,AH0V4逆)2BAB.由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关C.某点切线的斜率越大,瞬时反应速率越快D.没有催化剂,H2O2就不会发生分解反应答 案C解析 A.由题中信息可知,瞬时速率与切线的斜率有关,切线的斜率越大瞬时速率越大,由图知A、B、C斜率大小AB C,即瞬时速率A B C,故A错误;B.瞬时速率即平均速率的极值,二者有必然的联系,故B错误;C.当观察的时间间隔无限小,平均速率的极值即为化学反应在f时的瞬时速率,所以切线的斜率越大瞬时速率越大,故C正确;D.催化剂只能改变
2、化学反应的速率,不能改变化学反应本身,H2O2本身可以发生分解反应,催化剂可增大速率,但不会影响反应的发生、方向和限度,故D错误。3.(2022.茂名二模)研 究NO1之间的转化对大气污染控制具有重要意义,已知:N2O4(g)2NO2(g)AH0o如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为5时,C(N2O4)和C(N02)随,变化为曲线I、II,改变温度到72,C(NO2)随/变化为曲线IIIo下列判断正确的是()0s)A.温度 TIT2B.反应速率o(a)=o(b)C.在T,温度下,反应至ti时达平衡状态D.在T温度下,反应在0 白内的平均速率为。的2。4)=乎 m o l-L -s 1答 案
3、D解析 A.反应温度力和T 2,以 c(N O 2)随,变化曲线比较,I I 比I I I 后达平衡,所以T2T,故 A错误;B.升高温度,反应速率加快,T1T,则反应速率。(a)W b),故 B 错误;C.Ti 温度下,反应至 t 时 C(N O 2)=C(N2O4),t 之后 C(N O 2)、C(N2O4)仍在变化,说明九时反应没有达到平衡状态,故 C错误;D.T i 时,在 0 为 内,AC(N 2 0 4)=0.0 4 m o l-L -0.0 1 m o l-L 1=0.0 3 m o l-L 则 0 右内 0(4 0 4)=m o l-L !-s 1,故 D 正确。命题视角二化学
4、平衡图像理二核心知职1.化学平衡的两种典型图像(1)转化率(或含量)时间图像:|A 的转化率1.01 x l()7PaI/1.01 x 106Pa A 的转化率 A 的转化率 /2 0 0 t 化剂O/甲O1 O t乙 丙图甲表示压强对反应物转化率的影响,对于反应后气体分子数减小的反应,压强越大,反应物的转化率越大;图乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大;图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。(2)恒压(温)线:A的转化率30012001lo o tC的产率1.01 x 1();Pa1.01 x 10 Pa
5、1.01 x 10s PaO压强温度分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。2.陌生图像的关键点分析(1)a(转化率)T,1 T(温度)该反应为放热反应,低于时,反应慢,还未达到平衡,为平衡建立过 程.高 于 时,为平衡移动过程随温度升高.-Ig K减 小.K增大,反应为吸热反应,AH()25 3()35 40 45 T/t对于反应A(g)+2B(g)C(g):”(A)而;华 越 大,A(g)越多,(B)a(A)越小(4)80.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.00().00a(SO2)/%3003504
6、00450500-1号催化剂2号催化剂O+3号催化剂温度/七3号催化剂最合适,其最适温度为400 t 典例 在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+),B(g)z C(g),图1表 示200 C时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始(A):(B)的变化关系,则 下 列 结 论 正 确 的 是()图1200110()七平衡时C的体积分数 n(A):re(B)图2A.200C时,反应从开始到平衡的平均速率WB)=0.04molL-min-1B.反应 xA(g)+yB(g)zC(g)的(),且 a=2C.若在图1所示的平衡状态下,再向体系中充
7、入H e,此 时 式 正)逆)D.200 C时,向容器中充入2 mol A 和 1 mol B,达到平衡时,A 的体积分数大于0.5答 案 B解析细析图B.C的变化量之比为2:1 :10.o.zi/mol_.VA:起始”(A)=0.8 mol1 mol0.0.平街时A的体机分数为 升而沿度C的仃分含最增大iF的体F驾HMr 分数C生成物C的仃分含较低温度下反应)(Tn(A):n(B想原理物质的量变化之比等于化学计量数之比原比例(A):”(B)=2:1,在恒温恒容容器中按原比例(2 mol A和1mol B)增加反应物的物质的量等同于加压升高温度平衡向吸热(生成 C)方向移动按化学计量数之比投料
8、,生成物的百分含量最高得结论化学方程式为2A(g)+B(g)C(g)加压,平衡向正反应方向移动,A 的体积分数减小,即小于0.5AW0。=2|方法模型,解答图像题的思维流程第三步第四步即分析可逆反应方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变看特点化(正反应是气体分子数增大的*反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应还是吸热反应)等。第i即识别图像类型、横坐标和纵坐标的含义、线和点(起点、折点、细析,拐点等)的意义.利用“先拐先“平数值大”的规律分析判断.即曲线先出现拐点.先达到平衡其温度、压强越大。联想外界条件对化学反应速率、里化学平衡移动的影响规律,特别是影响因素的适用条件
9、等。图表与规律整合。逐项分析图表重点看图表是否符合可逆反上匚 应的特点、外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响规律。I练-应试能力4.(2022长沙长郡中学测试)已知:(HF)2(g)2HF(g)AH0,平衡体系的总质量加(总)与总物质的量(总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()m(总)I7/(8-mor)一o压强A.温度:TIv(a),(总),D.当(邙)=30g-mori 时,n(HF):n(HF)2=l:2答 案 C解析 由图像可知,b、c 两点的压强相同,/温度下c 点对应的平均摩尔质量大于 Ti温度下b 点对应的平均摩尔质量,即 Ti到不,平衡向逆反应
10、方向移动,该反应的正反应为吸热反应,则 72不,A 项错误;由于温度K V”,该反应的正反应为吸热反应,温度越高,平衡常数K 值越大,所以平衡常数K(b)K(a)=K(c),B 项错误;b 点对应的温度Ti和压强分别大于a 点对应的温度T2和压强,温度越高、压强越大,反应速率越快,所以反应速率o(b)o(a),C 项正确;当 号一=30 g-mol 即平均相对分子质量为30时,设 H F的物质的量为x mol,(HF)2的物质的量为 ymol,H J=3 0,得x:y=l:1,即(HF):/I(HF)2=1:1,D 项错误。5.(2022.临沂一模)在160,200 条件下,分别向两个容积为2
11、 L 的刚性容器中充入 2 mol CO 和 2 mol N2O(g),发生反应:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)HdbD.160C时,该反应的平衡常数%=6答 案 C解析 A.由方程式CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)可知,所有物质都是气体,气体的质量不变,容器容积不变,故当容器中混合气体的密度不随时间变化时,不能说明该反应达到平衡状态,A 错误;B.ac段N2的平均反应速率为。=呼=洸(1.20.4)mol 3、一 -乙“乂 -、,、=2LX(102)min=05 m o lL m in B错块;C.已知随着反应的进仃,N2的物质的量增大,C O 的物质的量减
12、小,故 a c 曲线表示N2的随时间的变化,b d 曲线表示CO随时间的变化,由图中可知ac先达到平衡,说明ac对应的温度更高,故逆反应速率c d,由d 点生成物浓度高于b 点,故逆反应速率d b,故逆反应速率:cdb,C 正确;D.由C 项分析可知,bd曲线对应温度为160,由图中数据可知160 C时,d 点达到平衡,平衡时CO的物质的量为0.5 m o l,故三段分析为:C()(g)+N2()(g)=C()2(g)+N2(g)起始量(mo l)220 0转化量(mo l)1.51.51.5 1.5平衡量(mo l)0.50.51.5 1.56 r;I?-:A A 71 7 必 二 再就 P
13、(CO2)p(N2)1.5 1.5 A p rpi该 应的 禊 1 kp p(NO)p(C O)0.5 0.5 9 D 增医。1随堂训练1.(2022.湘潭模拟)在一定条件下,取一定量的A 和 B 在恒容密闭容器中发生反应:aA(g)+AB(s)?M(g)+N(g)A”:。kJ-mo,达到平衡时,M 的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断一定正确的是()A.am+nB.达到平衡后,增大B 的量将会提高A 的转化率C.E点的平衡常数小于F点的平衡常数D.Q0答 案C解析 A.达到平衡时,在同一温度下2 L容器中M的浓度小于6 L容器中的3倍,说明增大压强,平衡左移,所以有a 0,D错
14、误。2.反应2NO+O2 2NO2条件相同时,分别测得N O的平衡转化率在不同压强01、P2)下随温度变化的曲线如图。下列说法中正确的是()5替sa*B*NO10060402080200 400 600 800温度代A.pip2B.该反应为吸热反应C.随温度升高,该反应平衡常数减小D.其他条件不变,体积变为原来的0.5倍,c(NO2)增大为原来的2倍答 案C解析 A.相同温度下,增大压强平衡正向移动,N O转化率增大,则p ip 2,故A错误;B.相同压强下,随着温度的升高,N O的平衡转化率下降,说明平衡逆向移动,则该反应为放热反应,故B错误;C.升高温度,平衡逆向移动,该反应平衡常数减小,
15、故C正确;D.其他条件不变,体积变为原来的0.5倍,相当于增大压强,平衡正向移动,则c(NO2)比原来的2倍还要大,故D错误。3.(2022 邯郸模拟)0.1 M Pa时,向一密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H 2,发生反应为:2co2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度c的变化如图,下列叙述不正确的是()A.该反应的“()B.曲线b代表H20C.M点和N点所处状态下c(H2)相等D.保持其他条件不变,Ti、0.2 M Pa下反应达到平衡时,以出)比M点对应的c(H2)小答 案D解析 A.由图可知,温度越高,氢气的浓度越大,平衡
16、左移,则该反应为放热反应,即 ”(),故A正确;B.温度降低,有利于反应正向进行,水和乙烯的浓度增加,而由方程式可知,水的系数比乙烯的大,故b代表水,c代表乙烯,故B正确;C.M和N点在相同温度下,M代表此时氢气的浓度,N代表此时乙烯的浓度,M和N所处的平衡状态不变,则c(H2)相等,故C正确;D.其他条件不变,0.2 M Pa相对0.1 M Pa增大了压强,平衡正向移动,但体积减小,由勒夏特列原理可知,c(H2)增大,故D项错误。4.(2022 广东卷)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量()如图所示。下列说法正确的
17、是()4一 3t 210A.该反应的“(),故 A 错误;由A 项分析知平衡随着温度升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a 曲线表示的是物质的物质的量不随温度变化而变化,故B 错误;容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C 正确;BaS04是固体,向平衡体系中加入BaSCU,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的平衡转化率不变,故 D错误。I课下作业A 卷1.(2022广州二模)物质X 能发生如下反应:X-?Y;X Z(m、均为正整数)。恒容体系中X、Y、Z 的浓度c 随时间 的变化曲线如图所示,下列说法不正 确 的 是()().66,0.34co0 G t
18、-2 t/sA.m=n=1Bli 时,c(X)=c(Y)C.反应的活化能:D./2时,X 的消耗速率等于Z 的生成速率答 案 D解析 A.由图可知,最终X 的浓度变为0,全部反应,反应生成Y、Z 的浓度之和等于X 的起始浓度,则反应均为气体分子数不变的反应,故根=1,A 正确;B.由图可知,力时,X、Y 的浓度曲线相交,c(X)=c(Y),B 正确;C.两个反应同时发生,反应结束时Y 含量更高,反应速率更快,说明反应活化能较低,故活化能:,C 正确;D./2时,反应中X 的消耗速率等于Z 的生成速率,而X还要发生反应,故X 的消耗速率大于Z 的生成速率,D 错误。2.(2022.重庆抽测)汽车
19、尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10 mol C O 和 8 mol N O 发 生 反 应 2N0(g)+2C0(g)N2(g)+2CO2(g)A H 0,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。下列说法正确的是()0 1()2()3()40 5()压强/MPaA.温度:Tiw(E)D.平衡常数:K(A)K(G)答 案 C解析 压强相同时,乃一力,NO的体积分数减小,说明平衡正向移动,而该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,故TiTx,A 项错误;B、C 点温度相同,但C 点压强较大,故o(C)0(B),B 项错误;A 点NO的体积分数大
20、于E 点,则 A 点相对于E 点平衡向逆反应方向移动,CO的体积分数增大,故奴A)w(E),C 项正确;A 点温度比G 点温度高,升高温度,该反应平衡逆向移动,平衡常数减小,故 K(A)C(CO),。逆=%i r c(N 2 c(C O2),A、B容器中N 2 O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.用CO的浓度变化表示曲线N在0-1 0 0 s内的反应速率为4 X 1 0 m o i-L-s-1B.曲线N表示B容器中N2O的转化率随时间的变化C.Q点0正大于P点。逆D I 时,自答 案C解析 用CO的浓度变化表示曲线N在。1 0 0 s内的反应速率0(C O)=V(N2O
21、)=j|*1%=1*1 0一4 molLs,A项错误;该反应为放热反应,在绝热条件相当于恒温条件时升高温度,升高温度平衡逆向移动,N 2 O的转化率降低,因此曲线N表示A(恒温)容器中N 2 O的转化率随时间的变化,B项错误;Q点温度比P点温度高,故Q点。正大于P点。正,P点反应正向进行,o正大于o迄,所以Q点。正大于P点。速,C项正确;由图可知,TC时,恒温条件下N 2 O的平衡转化率为2 5%,列三段式:N2()(g)+C()(g)N2(g)+C()2(g)起始浓度(mol L-1):0.10.4转化浓度(mol 17 1):0.0250.025平衡浓度(mol ):0.0750.3750
22、 00.025 0.0250.025 0.025达平衡时 v 正速,即 k 正-C(N2O)-C(CO)=k 谑-C(N2)-C(CO2),贝(I J =K逆c(N 2)=(C O2)0.0 2 5 X0.0 2 5 _ _ 1 _c (N 2 O)-c (C O)=0.0 7 5 X0.3 7 5=方 船庆5.已知反应C H4(g)4-H2O(g)C O(g)+3 H2(g)o向体积为2 L的恒容密闭容器中通入1.5 m o l C HM g)和1.5 m o l H2O(g),在不同温度(、6)下测得容器中(C O)随时间变化曲线如图。下列说法正确的是()f n(CO)/niol1.()0
23、.80.60.40.20/minA/Tb,故A错误;B.由图可知,北时,反应达到平衡时CO物质的量大于几,说明升高温度,平衡正向移动,则该反应是吸热反应,故B错误;C.T b时,反应达到平衡时CO物质的量 为0.6 m o l,根据方程式可知,(C H4)=0.6 m o l,C H4的平衡转化为瞿黑X I 0 0%=40%,故C错误;D.T a时,反应达到平衡时CO物质的量为1 m o l,列化学平衡三段式:C H,(g)+H2()(g)-=C()(g)+3 H2(g)起始(m o l)1.5 1.500转化(m o l)1 113平衡(m o l)0.5 0.5 1p平 街 0.5 m o
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