1、素养2素养1目 录 ONTENTSC第七章化学反应速率和化学平衡学科素养提升(五)化学平衡图像模型与突破解答此类试题的关键是：(1)看清横、纵坐标代表的含义，理解图示化学曲线的意义；(2)理清图像变化的趋势，重点把握起点、拐点、终点。突破口在于抓住图像中关键点的含义，在此基础上结合化学原理作出正确的判断。1图像类型及特点(1)转化率(或质量分数等)压强温度图像特点：表示两个外界条件同时变化时，A 的转化率的变化规律。解决这类图像题，采用“定一议二”法，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。特点：曲线上的点表示平衡状态，而 X、Y 点则未达平衡状态，使反应由 X 点达到平
2、衡状态，反应需向 B 的百分含量减小的方向进行；要使反应由 Y 点达到平衡状态，反应需向 B 的百分含量增大的方向进行。(2)质量分数时间图像特点：表示不同条件下反应速率的快慢以及平衡混合物中 D 的质量分数大小。解题方法是“先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，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。(3)特殊图像对于化学反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，M 点前，表示从反应物开始，v正v 逆；M 点为刚达到平衡点(如图)；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 Hv 逆；则
3、 L 线的右下方(F 点)，v 正v 逆。2一般解题思路“四看”一看面：即看清坐标所代表的意义。二看线：看准线的走向、变化趋势及量的变化(需作辅助线、等温线、等压线等)。三看点：弄懂曲线上点的意义，特别是一些特殊点(如起点、交点、转折点、极值点等)。四看量：看横坐标和纵坐标所表示的物理量的变化。1对于可逆反应：2A(g)B(g)2C(g)H0，下列各图中正确的是()2A(g)B(g)2C(g)H0，某温度下，将 2 mol SO3 置于 10 L 密闭容器中，反应达平衡后，SO3 的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法中正确的是()由图甲推断，B 点 SO2 的平衡浓度
4、为 0.3 molL1由图甲推断，A 点对应温度下的平衡常数为 1.25103达平衡后，压缩容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示相同压强、不同温度下 SO3 的转化率与温度关系如图丙所示A BCD解析：三氧化硫起始浓度为2 mol10 L 0.2 molL1，由图甲可知 B 点 SO3 的转化率为 0.15，根据浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以 c(SO2)c(SO3)0.150.2 molL10.03 molL1，故二氧化硫的平衡浓度为 0.03 molL1，错误；A 点时，SO3 的转化率为 0.20，c(SO3)0.200.2 molL10.04 molL1，平衡时，SO3、
5、SO2、O2 的浓度分别为 0.16 molL1、0.04 molL1、0.02 molL1，则 Kc2SO2cO2c2SO31.25103，正确；压缩体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动，因体积减小，各物质的浓度增大，故化学反应速率加快，正确；升高温度平衡向吸热的方向移动，即正向移动，SO3的转化率将增大，与图丙不符，错误。答案：B新型图像往往根据实际工业生产，结合图像，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，在新课标高考中受到命题者的青睐。1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
6、应原理为 2CO2(g)6H2(g)催化剂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”)。解析 当投料比一定时，温度越高，CO2 的转化率越低，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2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)
7、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。解析 由图可知当催化剂中 n(Mn)/n(Cu)约为 2.0 时，CO 的转化率最大，生成的二甲醚最多。答案 2.03废物回收及污染处理图像例 3(1)一定条件下，用 Fe2O3、NiO 或 Cr2O3 作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为2CO(g)SO2(g)催化剂2CO2(g)S(l)H270 kJmol1其他条件相同、催化剂不同，SO2 的转化率随
8、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 Ag-ZSM-5 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，应控制的最佳温度在_左右。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 a(2)6NO3O22C2H4=催化剂3N24CO24H2O350、负载率 3.0%(3)NO 分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行 870K