2024届高考化学一轮总复习第七章化学反应速率与化学平衡微专题六涉及化学反应速率和平衡图像的综合应用课件

这是一份2024届高考化学一轮总复习第七章化学反应速率与化学平衡微专题六涉及化学反应速率和平衡图像的综合应用课件，共43页。PPT课件主要包含了答案C，答案B，答案D，1×0025，－1－1－1，＝640D错误，COg，1x1－x，x2x等内容，欢迎下载使用。

[专题精讲]一、化学反应速率的图像1.速率-时间图像此类图像定性地揭示了 v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。
2NH3 ΔH<0，建立
平衡后，加热对速率的影响如图所示。
要因为随反应的进行，溶液中c(H+)逐渐减小，导致反应速率逐渐
2.全程速率-时间图像
如 Zn 与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所
AB 段(v 逐渐增大)，因为是放热反应，随反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率的逐渐增大；BC 段(v 逐渐减小)，则主
3.物质的量(或浓度)-时间图像
例如，某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z 三种物质的
物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图像得出的信息：
①X、Y 是反应物，Z 是产物；
②t3 时反应达平衡，X、Y 没有全部
4.速率-温度(压强)图像
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度升高后逆反应速率增大得快，平衡逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡正向移动。
1.含量(或转化率)-时间-温度(或压强)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。其他条件不变，改变任一条件，如使用催化剂、升高温度或增大压强时，都能加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。
(a 用催化剂，b 不用)
(T2>T1，正反应为吸热反应)
(T2>T1，正反应为放热反应)
(p1>p2，正反应为体积减小的反应)
(p1>p2，正反应为体积增大的反应)
解答这类图像题时采用“先拐先平，数值大”原则，即该类图像的折点表示反应达到平衡的时间，越先出现拐点，达到平衡所用的时间越短，说明反应速率越快，进一步可以确定 T 的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点(ΔH 和ΔVg)。
2.转化率(或浓度)-温度-压强图像[简称恒压(温)线]已知不同温度下的转化率-压强图像或不同压强下的转化率-温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关
系。[以反应 A(g)＋B(g)
C(g)中反应物的转化率αA 为例说明]乙
解答这类图像题时应注意以下两点。
(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物 A 的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA 增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物 A 的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在图甲中作垂直线，图乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
(1)对于化学反应 mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，M 点前，
表示化学反应从反应物开始，v(正)>v(逆)；M 点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，ΔH<0。
(2)对于化学反应 mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，L 线上所
有的点都是平衡点。左上方(E 点)，A%大于此压强时平衡体系中的 A%，E 点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点 v(正)>v(逆)；右下方(F 点)，则 v(正)[典例精析]角度1 速率变化图像【典例1】下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线
交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是(
解析：无论是升高温度还是增大压强，v(正)、v(逆)均应增大，B 项中v(逆)减小，D项中 v(正)和 v(逆)均减小，故B、D均错误；
该反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应，升高温度，
平衡向正反应方向移动，则 v(正)>v(逆)，A 错误；增大压强，平衡向逆反应方向移动，则 v(逆)>v(正)，C 正确。
【典例2】对于达到平衡的可逆反应：X＋Y
他条件不变时，增大压强，正、逆反应速率变化的情况如图所示。
下列对 X、Y、W、Z 四种物质状态的描述正确的是(A.W、Z 均为气体，X、Y 中只有一种为气体B.X、Y 均为气体，W、Z 中只有一种为气体C.X、Y 或 W、Z 中均只有一种为气体D.X、Y 均为气体，W、Z 均为液体或固体
解析：由图像可知，增大压强，正、逆反应速率都加快，但正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，可见化学平衡向正反应方向移动，即正反应是一个气体体积缩小的反应。W、Z 均为气体，X、Y 中只有一种为气体，不符合图像，A 错误；X、Y 均为气体，W、Z 中只有一种是气体，符合图像，B 正确；X、Y 或 W、Z 中均只有一种为气体，则加压平衡不移动，不符合图像，C 错误；若生成物均为液体或固体，则加压时逆反应速率不发生变化，不符合图像，D 错误。
角度2 物质的量(或浓度)、百分含量(或转化率)变化图像
pC(g)＋qD(g)，如
【典例3】有一化学平衡 mA(g)＋nB(g)图所示的是 A 的转化率与压强、温度的关系。
A.正反应是放热反应；m＋n>p＋qB.正反应是吸热反应；m＋np＋q
解析：图像中有三个量，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论 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；定温度，讨论压强与 A 的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A 的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即 m＋n>p＋q。
【典例4】有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个体积均为0.5 L 的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入 HCl 和 O2(如下表所示)，加
入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)
2Cl2(g)＋2H2O(g)
HCl 的平衡转化率与 Z 和 T 的关系如图所示。下列说法不正确的
A.ΔH<0B.a<4C.若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则 R点的反应速率 v正>v逆D.300 ℃时，该反应平衡常数的值为 320
解析：由图可知，HCl 的平衡转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，则ΔH<0，A 正确；增大氧气的物质的量，可促进HCl 的转化，即投料比越小，HCl 转化率越大，故a<4v逆，C 正确；300 ℃时，Z＝4，n(HCl)＝0.25 ml，n(O2)＝0.0625 ml，即c(HCl)
=0.5 ml·L－1，c(O2)＝0.125 ml·L－1，HCl的平衡转化率为80% ，
起始(ml·L ) 0.5
转化(ml·L ) 0.4
平衡(ml·L ) 0.1
4HCl(g)＋O2(g)
角度3 其他图像【典例5】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图所示。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D.Δt1＝Δt2 时，SO2 的转化率：a～b 段小于 b～c 段
解析：c 点v(正)最大，但不一定达到平衡，A错误；a点反应物的浓度大于b点反应物的浓度，B错误；反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，
即反应物的总能量大于生成物的总能量，C错误；由于b～c段v(正)大于 a～b 段，故 b～c 段 SO2 的转化率大于 a～b 段，D 正确。
【典例6】一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭
2CO(g)。平衡时，体系中气体体积
容器中反应：C(s)＋CO2(g)分数与温度的关系如图所示。
已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正
A.550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B.650 ℃时，反应达平衡后 CO2 的转化率为 25.0%C.T ℃时，若充入等体积的 CO2 和 CO，平衡向逆反应方向移动D.925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总
解析：550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A 错误；在650 ℃时，CO的体积分数为40%，根据反应方程式：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，设开始加入 1 ml CO2，反应了 x ml CO2，则有：
C(s)＋CO2(g)
始态/ml变化/ml平衡/ml
角度4 陌生图像读图专练【典例7】T K下，在容积为 1.00 L 的某密闭容器中进行反应
CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0，相关数据如图 1 所示。
(1)该反应 0～10 min 的平均速率 v(H2)＝__________；M点和N 点的逆反应速率较大的是____________[填“v逆(M)”“v逆(N)”或“不能确定”]。(2)10 min 时容器内 CO 的体积分数为___________。
(3)实验测得不同温度下的 ln K(化学平衡常数 K 的自然对数)如图 2 所示，请分析 ln K 随 T 呈现上述变化趋势的原因：_____________________________________________________________。
【典例8】研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对
建设美丽中国具有重要意义。
(1)用活化后的 V2O5 作催化剂，氨气将 NO 还原成 N2 的一种
①写出总反应的化学方程式：___________________________
___________________。
② 测得该反应的平衡常数与温度的关系为 lg K ＝ 5.08 ＋217.5/T，该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。③该反应的氮气浓度随温度变化如图所示，则将 NO 转化为N2 的最佳温度为________；当温度在 700 K 时，发生副反应的化学方程式为___________________________________________。
(2)利用氨水吸收工业废气中的 SO2，既可解决环境问题，又可制备 (NH4)2SO3 。 可 用 (NH4)2SO3 为原料， 利用空气氧化法制备(NH4)2SO4，其氧化速率与温度关系如下图所示。
试解释在温度较高时，(NH4)2SO3 氧化速率下降的原因：___________________________________________________________。
解析：(1)①用V2O5 作催化剂，NH3、O2 和 NO 反应生成 N2
和H2O，反应方程式为4NH3＋4NO＋O2
4N2＋6H2O；②lg K
＝5.08＋217.5/T，温度升高，K 减小，平衡逆向移动，所以正反应放热；③根据氮气浓度随温度的变化图可知，600 K 时氮气浓度最大，即 NO 转化为 N2 的最佳温度是 600 K；当温度在 700 K 时，NO 的浓度增大，即 NH3 被氧化为NO，化学方程式为 4NH3 ＋
4NO＋6H2O。(2)温度过高(NH4)2SO3 会分解，浓度减
小，所以温度较高时的氧化速率减小。
答案：(1)①4NH3＋4NO＋O2②放热③600 K 4NH3＋5O2
4N2＋6H2O4NO＋6H2O
(2)温度过高(NH4)2SO3 会分解，浓度减小(合理即可)
化学平衡图像题的解题方法
(1)看图像“一看”面(即纵坐标与横坐标的意义)；“二看”线(即线的走向和变化趋势)；“三看”点(即起点、拐点、交点、终点)；“四看”辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)；“五看”量的变化(如浓度变化、温度变化等)。(2)想规律联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。