1、学案44化学反应速率 化学平衡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的不断提高，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。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；(4)由反应和图象判断符合图象变化的外界条
2、件；(5)由反应判断图象正误等。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。(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
3、两个量的关系。3分类识图(1)速率时间图此类图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。如N23H2高温、高压催化剂2NH3HT1，从图9中判断出p1p2?(5)恒压(温)线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)，常见类型如下图：图1图2试问：图1中，设纵坐标为，p1p2p3从图中可读出哪些信息？图2中，设纵坐标为，T1T2从图中可读出哪些信息？(6)速率温度(压强)图这类图有两种情况：一是不隐含时间变化的速率温度(压强)图，二是隐含时间变化的速率温度(压强
4、)图。以2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，平衡移动关系如右图所示。下列说法正确的是()Ap1p2，纵坐标指C的质量分数Cp1p2，纵坐标指A的转化率Dp1p2，则此反应只能在高温下自发进行B反应：此反应的H0，且T10且T2T1或H0且T2T1D反应：T11C升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D从Y0到Y0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的13(2009全国理综，13)下图表示反应X(g)4Y(g)Z(g)H0B若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v正0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的
5、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()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6根据下列有关图象，说法正确的是()由图知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的Hv正，说明化学反应向逆反应方向进行。(2)从t1开始各物质的浓度均不再发生变化，且都不为0，说明该反应是可逆反应，各物质的浓度(含量)一定，达到平衡状态。(3)因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐增
6、，导致反应速率增大随反应的进行，溶液中c(H)渐小，导致反应速率减小(4)因为a先达平衡且与b的平衡状态时C%的含量相同，即该因素应只是提高了反应速率而未使平衡移动，故a使用了催化剂，另外如H2(g)I2(g)2HI(g)等等体积反应，若改变压强，也仅是反应速率改变，平衡不发生移动，C%不变，其变化趋势也与图1完全相同。图5中，T2温度下反应先达平衡，故T2温度高，反应速率快，同理，图9中，p1压强下反应先达平衡，故p1时速率快，p1压强大。(5)采用“定一议二”的方法读图，图1中，在温度T1时作辅助线，如图3所示，即可得出：a一定压强下(如p3)温度升高，减小，说明平衡向左移动，该反应的H0
7、。(6)图1中，说明T升高，v正、v逆均增大，v逆v正，平衡逆向进行，Hv正，平衡逆向移动，Hv逆，平衡正向进行，该反应是气体体积缩小的反应。图4中，p增大，v正、v逆均增大，v正v逆，平衡正向移动，从p1下的平衡移动到p2下的平衡，该反应也是气体体积缩小的反应。典例导悟1B根据图象分析知纵坐标所代表的物理量随温度的升高而增大，结合上述反应知随温度升高平衡将向正向移动，所以增大的物理量有A、B的转化率，C的质量分数和混合气体的平均摩尔质量；由题给反应知，随压强的增大，A、B的转化率，C的质量分数和混合气体的平均摩尔质量均增大，故B正确。2B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
8、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(abc)，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，HT1，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HTS0，反应不易自发进行，D错误。3(1)加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小(
9、2)40%(或0.4)0.06 molL1(3)升高温度，平衡向正方向移动，故该反应是吸热反应(4)0.014 molL1min10.009 molL1min1解析(1)与相比，反应物A的起始浓度和平衡浓度相同，但达到平衡所用的时间缩短，说明化学平衡没有发生移动，只是反应速率加快了，由于该反应是在溶液中进行的，改变压强不会影响化学反应速率，改变温度会改变化学反应速率和使化学平衡移动，所以反应应为使用了催化剂；与相比，平衡时间缩短，A的平衡浓度减小，说明化学平衡向正反应方向移动了，故改变的反应条件为升高了温度，该反应的正反应是吸热反应。(2)对于实验A2BC 0.100 0.200 0 0.04
10、0 0.080 0.040 0.060 0.120 0.040故B的平衡转化率为：100%40% (4)该反应进行到4 min时，实验中，A的浓度为0.072 molL1，减少了0.028 molL1，则参加反应的B的量为0.056 molL1，故vB0.014 molL1min1；实验中，A的浓度为0.064 molL1，减少了0.036 molL1，生成C的浓度为0.036 molL1，vC0.009 molL1min1。【专题集训区】1DA项反应在c点时v正达最大值，随后v正逐渐减小，并非保持不变，故c点时反应未达平衡状态；B项由正反应速率变化曲线可知，a点的速率小于b点，但开始时通入S
11、O2和NO2，反应由正反应方向开始，故a点反应物的浓度大于b点；C项在c点之前，反应物的浓度逐渐减小，容器的容积保持不变，v正逐渐增大说明反应的温度逐渐升高，该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量；D项由v正变化曲线可知，ab段的正反应速率小于bc段的正反应速率，t1t2时，ab段消耗SO2的物质的量小于bc段，故ab段SO2的转化率小于bc段。2DA项由于b曲线先达到平衡，可知b曲线的温度高，所以A错；B项反应到20 min末，CH3COCH3的1，故B错；C项由图像可知升高温度可以缩短反应时间，但同时会降低平衡转化率，故C错；根据图像，不难得出D正确。3B第6 min时，可逆反
12、应达到平衡状态，反应并未停止，A错；X的平衡转化率100%100%85%，B正确；该反应正向为放热反应，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。4B由图象知：c(I)随温度升高而减小，故该可逆反应正向为放热反应，HK2，B正确；反应进行到状态D时，c(I)v逆，C不正确；状态A状态B，c(I)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。5A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
13、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，N2O4的体积分数增加，因此混合气体的平均相对分子质量增大，D错。6C，T1、T3处未达平衡，T2处达平衡状态。由图得：t1t2应该是NH3的质量分数最大的时候，因t3、t5时刻平衡都逆向移动，NH3的体积分数减小。t3时v逆、v正都减小，且v逆v正，则采取的措施是减小压强。由图可知：反应1 mol CO放热43 kJ。容积为10 L，平衡时消耗n(CO)n(H2O)1.2 mol放热为51.6 kJ。
