1、第三课时化学反应速率与化学平衡图像的常见类型明课程标准扣核心素养1.认识化学反应速率、化学平衡图像的常见类型。2.能通过分析图像，推测或解释有关化学问题，得出合理的结论。证据推理与模型认知：理解、描述或表示有关常见类型的化学反应速率、化学平衡图像，并能运用模型分析、解释或推测有关化学问题。 已知工业合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1。一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如图所示，其中t2、t4、t7时刻所对应的改变的实验条件分别是t2：_、t4：_、t7：_。提示：t2：增大N2或H2
2、的浓度t4：加入催化剂t7：降温问题探讨1t5时刻改变的实验条件是什么？提示：t5：减小NH3的浓度。2t9时刻如果增大压强，v(正)、v(逆)如何变化，请用图像表示。提示：增大压强，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动。3t7时刻温度是如何影响v(正)、v(逆)的？速率时间温度图像的特点是什么？提示：升高温度，v(正)、v(逆)均增大，吸热反应速率增大的多；降低温度，v(正)、v(逆)均减小，吸热反应速率减小的多，图像有断点。4一定条件下的可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，其图像如下图，在t2时刻改变的实验条件可能是什么？提示：加入催化剂或mnpq时增大压强。1“渐变”类
3、vt图浓度对化学反应速率的影响图像中，v(正)突变，而v(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v(正)v(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，使v(正)突变，平衡正向移动。图像中，v(正)渐变，v(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v(正)v(逆)，说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v(逆)突变，平衡正向移动。2“断点”类vt图温度(或压强)对化学反应速率的影响图像中，v(正)、v(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v(正)v(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是吸热反应(或气体总体积减小的反应)，改变的外界条件是升高温度
4、(或增大压强)。图像中，v(正)、v(逆)都是突然变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v(正)v(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应(或气体总体积增大的反应)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。3“平台”类vt图催化剂(或压强)对化学反应速率的影响图像中v(正)、v(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强。1某密闭容器中发生如下反应：X(g)Y(g)2Z(g)H0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外
5、界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是()At2时一定加入了催化剂 Bt3时减小了压强Ct5时可能升高了温度 Dt4t5转化率最低解析：选CA项，由图可知，t2时刻改变条件，正、逆反应速率均增大且相等，平衡不移动，若增大压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，A错误；B项，t3时刻改变条件，正、逆反应速率均减小，且正反应速率小于逆反应速率，若减小压强，平衡不发生移动，与图像不符，错误；C项，t5时刻改变条件，正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图像符合，正确；D项，催化剂对平衡移动无影响，t3t4平衡逆向移动，转化
6、率减小，t5t6平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5t6转化率比t4t5转化率低，错误。2对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，在一定条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入1 mol CH4(g) 和1 mol H2O(g)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A达到平衡时，CH4(g)的转化率为75%B010 min内，v(CO)0.075 molL1min1C该反应的化学平衡常数K0.187 5D当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时，反应到达平衡解析：选C由图可知，10 min时反应到达平衡，平衡时水蒸气和氢气的浓
7、度均为0.75 molL1，则： CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)开始/(molL1)110 0转化/(molL1)0.250.25 0.250.75平衡/(molL1)0.750.75 0.250.75平衡时甲烷的转化率100%25%，A项错误；010 min内，v(CO)0.025 molL1min1，B项错误；平衡常数K0.187 5，C项正确；同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反应达到平衡，由热化学方程式可知当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率之比为13时，反应到达平衡，D项错误。2化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容
8、器中充入6 mol CO2和8 mol H2，发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H48.97 kJmol1，测得n(H2)随时间的变化如曲线所示。下列说法正确的是()A该反应在08 min内CO2的平均反应速率是0.375 molL1min1B保持温度不变，若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行C保持温度不变，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，则平衡时H2的体积分数等于20%D改变条件得到曲线、，则曲线、改变的条件分别是升高温度、充入
9、氦气解析：选B由图中曲线可知，该反应在08 min内H2的变化量为6 mol，则CO2的变化量为2 mol，该反应在08 min内CO2的平均反应速率是0.125 molL1min1，A项错误；由图中曲线可知，该反应在8 min时达到平衡，平衡混合物中有4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，保持温度不变，若起始时向容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，相当于在原平衡状态的基础上减少1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行，B项正确；原平衡混合物中H2的体积分数等
10、于20%，保持温度不变，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，相当于对原平衡减压，平衡逆向移动，则平衡时H2的体积分数大于20%，C项错误；该反应为放热反应，由图像可知，改变条件后，化学反应速率都加快，但是的平衡向左移动、的平衡向右移动，所以曲线改变的条件是升高温度，曲线改变的条件是增大压强，D项错误。 以甲醇为原料在一定条件下合成乙烯，2CH3OH(g)C2H4(g)2H2O(g)。某研究小组将甲醇蒸气以一定的流速持续通过相同量的同种催化剂，不同温度下得到如下图像。问题探讨1合成乙烯比较适宜的温度是多少？提示：450 。2一段时间后甲醇反应率下降，原因是什么？提示：因
11、控制甲醇流速一定，故可能是催化剂活性下降导致甲醇反应率下降。3由图2可知最先达到平衡的反应条件是什么？如何解释？提示：450 。温度高，反应快，最先达到平衡。百分含量(或转化率)时间温度(或压强)图像(1)图像展示(2)解题原则“先拐先平数值大”在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图中T2T1)、压强较大(如图中p2p1)或使用了催化剂(如图中a使用了催化剂)。.表示T2T1，生成物的百分含量降低，说明正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。.表示p2p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。.生成物C的百分含
12、量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率：ab，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。1一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H0CCH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)HT1，升温，水蒸气含量减小，平衡左移，所以正反应为放热反应即Hp2，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气体体积减小的反应，A对，D错。2.反应：2X(g)Y(g)2Z(g)H0，在不同
13、温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量n与反应时间t的关系如图所示。下列判断正确的是()AT1T2，p1p2 BT1p2CT1T2，p1p2 DT1T2，p1T2；压强越大，反应速率越快，反应先达到平衡，因此同为T2时，p1p2。 将合成气以2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)2CO(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。问题探讨1该反应的H_0(填“”或“”)。提示：压强不变时，温度升高，CO的平衡转化率减小，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，Hp2p3。3若将纵坐标由CO的平衡转化率改为CO的平衡
14、浓度，则1、2问的推断结果发生哪些变化？提示：H0p1p2pqB正反应是吸热反应，mnpqC正反应是放热反应，mnpq解析：选D图像中有三个量，应固定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。固定压强，T与A的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应。固定温度，压强与A的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是气体体积减小的反应，即mnpq。2对于反应：2A(g)B(g)2C(g)H0，下列图像正确的是()A BC D解析：选D该反应正方向是气体分子数目减小的放热反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的含量减小，C的物质的量
15、分数增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，B的物质的量分数增大，C的物质的量分数减小，达到平衡的时间短，故、正确。 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。(1)反应2NO(g)O2(g)=2NO2(g)的H大于零还是小于零？提示：随着温度的升高，NO的平衡转化率减小，平衡逆向移动，则该反应正反应为放热反应，H0。(2)图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO的转化率吗？提示：X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态
16、，延长反应时间，可以提高NO的转化率。(3)图中Y点所示条件下，增加O2的浓度能不能提高NO转化率？为什么？提示：能；Y点时反应已达到平衡状态，增加O2的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高。相同时间，不同温度(或压强)下转化率或含量图像题的解题注意点：(1)转化率(或含量)最大点为平衡点。(2)平衡点前，温度低(或压强小)未达平衡；平衡点后，温度高(或压强大)已达平衡，在升温(或加压)下平衡发生移动。1取五等份NO2，分别充入五个温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)HK(c)，K(b)K(d)B正反应速率：v(a)v(c)，v(b)v(d)C达到平衡所
17、需时间：t(a)t(c)，t(b)t(d)D平均相对分子质量：r(a)r(c)，r(b)r(d)解析：选A温度相同，平衡常数相同，不同温度时，CO的转化率越大，平衡常数越大，所以K(a)K(c)，K(b)K(d)，A项正确；根据表中数据，温度越高，平衡常数越小，说明正反应为放热反应，所以T1T2T3，则反应速率v(a)v(d)，B项错误；因为v(a)v(d)，所以达到平衡所需时间：t(a)t(c)、t(d)t(b)，C项错误；平衡向右移动，气体的物质的量减小，平均相对分子质量增大，所以r(a)r(c)，D项错误。分级训练课课过关_ _1某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应：A
18、(g)xB(g)2C(g)，达到平衡后，改变反应条件，在不同的时间段内反应物与生成物的浓度随时间的变化如图甲所示，正、逆反应速率随时间的变化如图乙所示，下列说法中正确的是()A3040 min间该反应使用了催化剂B化学方程式中的x1，正反应为吸热反应C30 min时降低温度，40 min时升高温度D.8 min前A的平均反应速率为0.08 molL1min1解析：选D若使用催化剂，则化学反应速率加快，A项错误；由甲图像可知，A、B的浓度变化相同，故A、B化学式前的系数相同，都为1；由乙图像可知，30 min时改变的条件为减小压强，40 min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移
19、动，则正反应为放热反应，B、C错误；8 min前A的平均反应速率为0.08 molL1min1，D项正确。2合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如图。下列说法正确的是()At1时升高了温度 Bt2时使用了催化剂Ct3时增大了压强 Dt4时降低了温度解析：选Bt1t2，v正先增大后逐渐减小，说明平衡正向移动，而根据H0可知，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡应逆向移动，故t1时不是升高温度，可能是增大压强或者增大反应物浓度，A项错误；t2t3，正、逆反应速率同等程度地增大，可能是使用了催化剂，B项正确；t3时若增大了压强，
20、正反应速率增大，平衡正向移动，则正反应速率应先增大后减小，与图像不符，故C项错误；t4时若是降低温度，则在t3t4平衡的基础上，v正应瞬间减小，平衡正向移动，与图像不符，故D项错误。3已知某可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t下，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线，下列判断正确的是()AT1p2、mnp，放热反应BT1T2、p1p，吸热反应CT1p2、mnT2、p1p2、mnT2；由题图知温度越高，B的体积分数越小，即平衡正向移动，因升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应；当温度相同时，可以比较压强的大小，即比较曲
21、线、，根据“先拐先平数值大”的原则可知p1p2；由题图知压强越大，B的体积分数越大，即平衡逆向移动，因增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，故mnT2，该反应为吸热反应，p1p2，mn0在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个外界条件而发生变化的情况，下列说法正确的是()A甲中t2时改变的条件一定是同倍数增大CO2和H2的浓度B甲中t2时改变的条件一定是加入催化剂C乙中t2时改变的条件可能是降低温度D乙中t2时改变的条件可能是增大CO2的浓度解析：选C由题图可知，甲中t2时正、逆反应速率均增大且相等，化学平衡不移动，由热化学方程式可知，反应前后气体体积不变，增大压强，平衡不移动，则t2时可能
22、改变的条件是增大压强或加入催化剂，A、B项错误；乙中t2时CO2的浓度增大，CO的浓度减小，应是平衡逆向移动的结果，由于该反应的正反应是吸热反应，根据平衡移动原理知，降低温度，平衡向放热方向移动，使CO2的浓度增大，CO的浓度减小，C项正确；若t2时改变的条件是增大CO2的浓度，则CO2的浓度应瞬间增大，由于平衡正向移动，CO的浓度也会增大，与题图不符，D项错误。5可逆反应：aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)HQ，同时符合下列两图中各曲线的规律的是()AabcdT1T2Q0BabcdT1T2Q0CabcdT1T2Q0DabcdT1T2Q0解析：选D对于左图，先拐先平衡，说明反应速率快，即T2T1，随温度的升高，生成物的浓度减小，平衡逆向移动，且平衡向吸热反应方向移动，即正反应是放热反应，即Q0；对于右图，v正和v逆相交后，随压强的增大，v正大于v逆，平衡向正反应方向移动，即正反应是气体体积减小的反应，即abcd，D选项正确。
