2023届新教材高考化学一轮复习化学反应速率和化学平衡图像学案.docx

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1、微专题化学反应速率和化学平衡图像考点一常规图像分类突破1瞬时速率时间图像(1)当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。(2)“渐变”类v-t图像图像分析结论t1时v正突然增大，v逆逐渐增大；v正v逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v正突然减小，v逆逐渐减小；v逆v正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v逆突然增大，v正逐

2、渐增大；v逆v正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t1时v逆突然减小，v正逐渐减小；v正v逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度(3)利用图像“断点”判断影响速率的外因图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为放热的反应正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应应用体验1在一密闭容器中发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是_(填字母，下同)。A.t0t1 Bt1t2

3、 Ct2t3 Dt3t4Et4t5 Ft5t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。A增大压强 B减小压强C升高温度 D降低温度E加催化剂 F充入氮气t1时刻_；t3时刻_；t4时刻_。(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是_。At0t1 Bt2t3Ct3t4 Dt5t6(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。2全程速率时间图像例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。(1)AB段(v增大)，原因是反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。(2)BC段(v减小)，原因是溶

4、液中c(H)逐渐减小，v减小。应用体验2向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g) SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是()A反应在c点达到平衡状态B反应物浓度：a点小于b点C反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段3含量时间温度(压强)图像常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。析图关键表示不同条件下，反应达到平衡的时间快慢、反应速率的快慢以及平衡混合物中某物质的百分含量的关系。解题方法是“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点

5、的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。应用体验3向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)2B(s)yC(g)H”“”或“v(逆)；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度影响的情况，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Hv(逆)；同理L线的下方(F点)满足v(正)0，且a2C若在图1所示的平衡状态下，再向体系中充入He，此时v(正)v(逆)D200 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微点拨图像题的解题方法(1)先拐先

6、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大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，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。考点二复杂化学平衡图像分类突破这类图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。图像形式看似更加难辨，所涉问题看似更加复杂，但只要仔细分析，抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点)、看清横坐标、纵坐标代表的条件、弄清曲线的变化趋势，即可将复

7、杂图像转化为常规图像。进而运用化学平衡知识进行解答即可。【典型图像例析】题型一转化率投料比温度图像例1将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为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的转化率见下图：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”)。题型二根据图像判断投料比例2采用一种新型的催化剂(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

8、(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nMnnCu约为_时最有利于二甲醚的合成。题型三最佳反应条件选择例3汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：4NO(g)4NH3(g)O2(g) 4N2(g)6H2O(g)HK2。答案：(1)0.02 molL1min1(2)12(3)变大(4)(5)应用体验4解析：由图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热

9、反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则mnp。答案：D应用体验5解析：细析图想原理得结论物质的量变化之比等于化学计量数之比化学方程式为2A(g)B(g) C(g)原比例n(A)n(B)21，在恒温恒容容器中按原比例(2 mol A和1 mol B)增加反应物的物质的量等同于加压加压，平衡向正反应方向移动，A的体积分数减小，即小于0.5升高温度平衡向吸热(生成C)方向移动H0按化学计量数之比投料，生成物的百分含量最高a2答案：B考点二基础知识例1解析：当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率

10、越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。平衡常数只与温度有关，不随投料比的变化而变化。答案：放热不变例2解析：由图可知当催化剂中nMnnCu约为2.0时，CO的转化率最大，生成的二甲醚最多。答案：2.0例3答案：氨氮物质的量之比为1，温度为400 在400 时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400 温度较高，反应速率快例4答案：(1)870 K(860880 K范围内都可以)(2)该反应放热，升高温度，反应向逆反应方向进行(3)加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高例5解析：图中纵轴表示各组分的体积分数，H2S的分解反应为吸热

11、反应，随着温度升高，体积分数减小的是反应物H2S，体积分数增大的是生成物单质硫和氢气；选择1 100 时的数据进行分析，H2S的体积分数为70%，此时生成的两种单质的体积分数分别为20%、10%，若将单质硫写为“S”，则与氢气的体积分数应该相等，若将单质硫写为双原子分子“S2”，则氢气的体积分数为“S2”的两倍，故H2S分解反应的化学方程式为2H2S 2H2S2。答案：应用体验1答案：Mn200 左右ba段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢，反应还没达到化学平衡，随着温度升高反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多，导致脱氮率逐渐增大应用体验2答案：该反应为放热反应，温度升高

12、，平衡逆向移动，导致CO的转化率降低应用体验3解析：(1)该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C3H8的转化率应该降低，但实际上C3H8的转化率随温度升高而上升，可能是升高温度催化剂的活性增大导致的。(2)根据图像，575 时，C3H8的转化率为33%，C3H6的产率为17%，假设参加反应的C3H8为100 mol，生成的C3H6为17 mol，C3H6的选择性为1733100%51.5%。(3)根据图像，535 时，C3H6的选择性为46100%66.7%，550 时，C3H6的选择性为813100%61.5%，575 时，C3H6的选择性为1733100%51.5%，故选择相对较低的温度能够提高C3H6选择性。答案：(1)温度升高，催化剂的活性增大(2)51.5%(3)选择相对较低的温度