微型專題突破系列巧解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖象題

1、微型專題突破系列(七)巧解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖象題,【考情播報(bào)】化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖象類試題是一種特殊題型，其特點(diǎn)是：圖象是題目的主要組成部分，把所要考查的化學(xué)知識(shí)寓于圖中曲線上，具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn)。該類試題以選擇題為主要題型，偶爾也會(huì)在非選擇題中出現(xiàn)。因?yàn)閳D象是用二維坐標(biāo)表示的，所以該類試題包含的信息量比較大，隨著高考的不斷改革以及對(duì)學(xué)科能力要求的不斷提高，這種數(shù)形結(jié)合的試題將頻頻出現(xiàn)。常見的命題角度有：,(1

2、)以反應(yīng)速率隨溫度、壓強(qiáng)等的變化圖象為載體，考查化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律及化學(xué)反應(yīng)方向的判斷；(2)以物質(zhì)的含量隨時(shí)間的變化圖象為載體，考查外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響以及平衡移動(dòng)過程中相關(guān)量的變化分析；(3)以物質(zhì)的量(或濃度)隨時(shí)間的變化圖象為載體，考查化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法及其相關(guān)計(jì)算；(4)以反應(yīng)過程速率隨時(shí)間的變化圖象為載體，考查反應(yīng)速率的影響因素及相關(guān)分析。,【答題必備】1.化學(xué)反應(yīng)速率：(1)掌握1條規(guī)律：對(duì)于可逆反應(yīng)mA

3、(g)+nB(g) pC(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝m∶n∶p。(2)理解5個(gè)因素：增大反應(yīng)物濃度、增大氣體反應(yīng)物壓強(qiáng)、升高溫度、使用催化劑、增大反應(yīng)物表面積，化學(xué)反應(yīng)速率均增大，反應(yīng)時(shí)間將縮短，達(dá)到平衡的時(shí)間也縮短。反之，反應(yīng)速率將減小，反應(yīng)時(shí)間將變長(zhǎng)，達(dá)到平衡的時(shí)間將延長(zhǎng)。,(3)了解1個(gè)圖象。其中：E1—正反應(yīng)活化能　E2—

4、逆反應(yīng)活化能ΔH＝E1-E2＝E3-E4。,2.化學(xué)平衡的移動(dòng)：(1)掌握平衡特征。①v(正)＝v(逆)>0。例如，只有在t2時(shí)刻反應(yīng)才達(dá)到平衡。,②反應(yīng)體系中各物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變。例如，只有在t3時(shí)刻反應(yīng)才達(dá)到平衡狀態(tài)。③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變。,(2)理解1個(gè)原理。勒夏特列原理(化學(xué)平衡移動(dòng)原理)：如果改變影響化學(xué)平衡的條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度等)之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。,【典題示

5、例】角度一 速率-壓強(qiáng)(或溫度)圖象下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)反應(yīng)：2A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g)① (正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)②)的正、逆反應(yīng)速率的影響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是( ),【典題剖析】抽絲剝繭　溯本求源,【嘗試解答】無論是升高溫度還是增大壓強(qiáng)，v(正)、v(逆)均應(yīng)增大。B項(xiàng)中v(逆)減小，D項(xiàng)中v(正)和v(逆)均減小，故B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤；該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)增

6、大的吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則v(正)>v(逆)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則v(逆)>v(正)，C項(xiàng)正確。【答案】C,角度二 含量(或轉(zhuǎn)化率)-時(shí)間圖象(2015·臨沂模擬)T0℃時(shí)，在2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)+Y(g) Z(g)(未配平)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1℃、T2℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)，X的物質(zhì)的量隨

7、時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示。下列敘述正確的是(　　),A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.T0 ℃，從反應(yīng)開始到平衡時(shí)：v(X)＝0.083 mol·L-1·min-1C.圖a中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率③為37.5%D.T1℃時(shí)，若該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝50，則T1＜T0,【典題剖析】抽絲剝繭　溯本求源,【嘗試解答】根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”的原則可推知，T1>T2，溫度越高，X的物質(zhì)的量越大，則平衡向左移動(dòng)，

8、正反應(yīng)放熱，A不正確；v(X)＝(0.3 mol -0.05 mol)/(2 L×3 min)＝0.041 7 mol·L-1·min-1，B不正確；Y的轉(zhuǎn)化率為(0.4-0.15)/0.4×100%＝62.5%，C不正確；由圖a可知X、Y、Z物質(zhì)的量變化之比為1∶1∶2，則K0為33.3<50，平衡常數(shù)越小，溫度越高，D正確。【答案】D,角度三 恒溫線(或恒壓線)圖象(201

9、5·長(zhǎng)沙模擬)在恒容密閉①容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol·L-1的CH4與CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)②，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)說法一定正確的是( ),A.上述反應(yīng)的ΔH③>0B.壓強(qiáng)p1>p2>p3>p4④C.1 100 ℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)為64D.壓強(qiáng)為p4時(shí)，在

10、Y點(diǎn)⑤：v(正)<v(逆),【典題剖析】抽絲剝繭　溯本求源,【嘗試解答】分析圖象可知：升高溫度，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；由反應(yīng)方程式可知，增大壓強(qiáng)時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，結(jié)合圖象可知壓強(qiáng)：p1v(逆)，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼,【類題通法】解答化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖象題的思路、步驟與技巧1.解題思路：,2.解題步驟：,【類題備選】1.(2015·泰安模擬)化學(xué)中常用圖象直觀地描述化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程或結(jié)果。下列對(duì)圖

11、象描述敘述正確的是(　　),A.根據(jù)圖①可判斷可逆反應(yīng)A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)的 ΔH>0B.圖②可以表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)的影響，乙的壓強(qiáng)大C.圖③可以表示對(duì)某化學(xué)平衡體系改變溫度后反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化D.據(jù)圖④判斷，物質(zhì)A反應(yīng)生成物質(zhì)C的ΔH>0,【解析】選B。據(jù)圖①可知，曲線交點(diǎn)之前，反應(yīng)未達(dá)平衡，交點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)。交點(diǎn)后升高溫度逆反應(yīng)速率

12、比正反應(yīng)速率增加得快，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。由于升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故可判斷可逆反應(yīng)A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，故A錯(cuò)誤。由圖②知，由甲到乙，達(dá)到平衡時(shí)間縮短，說明條件改變使乙的反應(yīng)速率加快，但平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，即改變條件平衡不移動(dòng)，對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)，,反應(yīng)前后體積不變，所以增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，故B正確。

13、曲線圖③中改變條件后，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率降低，所以不可能改變的是溫度，C錯(cuò)誤。據(jù)圖④知，物質(zhì)A的總能量高于物質(zhì)C的總能量，所以A生成C是放熱反應(yīng)，則ΔH<0，D不正確。,2.一定條件下，下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)符合如圖的是(　　),A.CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH0C.CH3CH2OH(g) CH2＝CH2(g)+H2O(g)　ΔH>0D

14、.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2C6H5CH＝CH2(g)+ 2H2O(g)　ΔH<0,【解析】選A。由溫度-含量圖象可知，T2先達(dá)到平衡，因此T2>T1，溫度升高，水蒸氣含量減少，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此B、C不符合題意；由壓強(qiáng)-含量圖象可知，p1先達(dá)到平衡，即p1>p2，隨著壓強(qiáng)的增加，水蒸氣含量增加，因此正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，D不符合題意，只有A符合題意。,3.如圖所示是表示其他條件一定

15、時(shí)，2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔHv(逆)的點(diǎn)是(　　)A.a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn),【解析】選C。此題為溫度-轉(zhuǎn)化率曲線，由于a點(diǎn)、b點(diǎn)均在平衡線上，表示a點(diǎn)與b點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)；c點(diǎn)時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率小于該溫度下達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率，說明反應(yīng)沒達(dá)到平衡，且反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即v(正)>v(逆)；d點(diǎn)需轉(zhuǎn)化率減小才能達(dá)平衡，故反應(yīng)逆向進(jìn)行，v(正)<v

16、(逆)，故只有C項(xiàng)符合題目要求。,4.對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(m、n、p、q均為化學(xué)計(jì)量數(shù))，根據(jù)圖示曲線回答：,(1)正反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)m+n________p+q(填“>”“”“<”或“＝”)。,【解析】(1)由圖知，用“定一議二”的原則，看等壓線，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，運(yùn)用溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律