第50讲 常考化学反应速率和化学平衡图像的分析-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件（新教材）

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学会分析与化学反应速率和化学平衡相关的图像，能解答化学反应原理的相关问题。
类型一 速率－时间图像
类型二 反应进程折线图
类型三 恒压(或恒温)线
类型四 投料比—转化率相关图像
化学反应速率和化学平衡简答题
一、浓度 - 时间图：
1)写出化学反应方程式：2)求反应物的转化率：
5A 3B+2C
A的转化率=62.5%
1.何为反应物、生成物2.反应物、生成物计量数关系3.是否为可逆反应
浓度—时间图像的关键:
例题1.今有正反应放热的可逆反应，若反应开始经t1s后达平衡，在t2s时由于反应条件改变，使平衡破坏，到t3s时又达平衡，如右图所示：(1)该反应的化学方程式为_____________ (2)分析从t2到t3时曲线改变的原因是（ ）A、增大了X或Y的浓度B、使用了催化剂C、升高了反应温度D、缩小体积，使体系压强增大E、扩大体积，使体系压强减小
X+Y Z
(假设X、Y、Z均为气体)
二、速度-时间(ⅴ-t)图：
•引起平衡移动的因素是 ，平衡 将向 方向移动。
•引起平衡移动的因素是 ，平衡 将向 方向移动。
“渐变”类速率—时间图像
已知对某一平衡改变温度时有如下图变化，则温度的变化是 (升高或降低)，平衡向 反应方向移动，正反应是 热反应。
•若对一正反应吸热的可逆反应平衡后降低温度，画出平衡移动过程中的 v - t 图。
“断点”类速率—时间图像
•对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，改变压强时有如下图变化，则压强变化是 (增大或减小)，平衡向 反应方向移动，m+n p+q(填>、p+q，平衡后降低压强时，画出相关的 v – t 图。
由于v正、v逆均有不同程度的增大，引起平衡移动的因素可能是 a.升高温度 b.增大压强。
•对于反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)(正反应放热)有如下图所示的变化，请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。
增大压强平衡向正反应方向移动，与图示不相符。
升高温度平衡向逆反应方向移动，与图示相符
•对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)有如下图所示的变化，请分析t1时的改变因素可能是什么？并说明理由。
由于v正、v逆相同程度的增大，t1时的改变因素可能是 a.加入(正)催化剂 b.当m + n = p + q时增大压强。平衡没有移动。
ⅴ-t图像的判断方法：
①无断点，肯定是改变 。
②有断点，可能是改变 ， 也可能是改变 。
可能是使用 ;
气体体积不变的反应,改变 。
1.一密闭体系中发生反应：N2+3H2 2NH3 (△H＜0)。达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。
(1)处于平衡状态的时间段是________(填字母，下同)。A.t0～t1　　　B.t1～t2 C.t2～t3 D.t3～t4 E.t4～t5 F.t5～t6
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气t1时刻___；t3时刻__；t4时刻___。
(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是______。A.t0～t1 B.t2～t3C.t3～t4 D.t5～t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
2.可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件,化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)B.维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)C.维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度D.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar
体系容积增大导致v正减小
反应物和生成物浓度都不变， v正、v逆都不变
即，物质的量(浓度、百分含量、转化率等)—时间-温度(或压强)图
由图推断正反应为 反应
某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图：
由图推断m+n p+q的相对大小
观察下列各图，可以得出什么结论？
判断方法：“先拐先平，条件高”
T1 T2
P1 P2
例2　现将一定量N2O4气体充入恒容密闭容器中，控制反应温度为T1℃[N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0]，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图,画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线。
N2O4(g) 2NO2(g)
随着温度的升高，该反应平衡正向移动，且反应速率增大，达到平衡的时间缩短
1.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)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是
A.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应B.T1＞T2，p 1＜p2，m＋n＞p，吸热反应C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
(1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝ 。
0.02 ml·L－1·min－1
2.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s) yC(g)　ΔH”“＝”或“K2
即，平衡浓度(或转化率)--压强 --温度图像
∴m+n p +q (> = < )
百分含量(或转化率)--压强 --温度图像
① P固定(例105 Pa)，
随T升高，C%减小，说明升高温度，平衡逆向移动，
如图,由C到D，压强增大，C%增大，说明平衡正向移动，
∴正向是气体体积减小的方向
1、正反应是 反应(放热、吸热)2、 m+n p+q ( > = KCB.A、C两点气体的颜色：A深，C浅C.由状态B到状态A，可以用加热的方法D.A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
混和气体颜色先深后浅；
状态B到状态A，NO2的体积分数增大
N2O4(g) 2NO2(g)
例1.在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)＋1/2O2(g) SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m= ]不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示：
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为___________。反应的化学平衡常数Kp表达式为________________ (用平衡分压代替平衡浓度表示)。
解析:在同温同压下,增加SO2的量,平衡时α(SO2)越小
m=
(2)图中A点原料气的成分:n(SO2)=10 ml，n(O2)=24.4 ml，n(N2)=70 ml，达平衡时SO2的分压p(SO2)为______Pa(分压=总压×物质的量分数)。
10　 24.4　　　0
8.8　　 4.4　　　 8.8
1.2　 20.0　　 8.8
SO2(g)＋1/2O2(g) SO3(g)
平衡时, n总= 1.2+20.0+8.8+70=100ml
例2.采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。
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。
主反应：2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
副反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
则催化剂中 约为____时最有利于二甲醚的合成。
此时CO的转化率最大，二甲醚的产率最大，生成的二甲醚最多。
投料比与转化率之间的关系
以N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)为例
②增大N2与H2的投料比，则α(H2)增大，α(N2)减小； 减小N2与H2的投料比，则α(H2)减小，α(N2)增大。
①当N2与H2的投料比为1∶3(系数比)时，N2与H2的平衡转化率相等，且平衡时NH3的体积分数最大；
[补充拓展]其它图像：
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
最高点为反应的最大限度，即平衡点，
正反应是 反应(放热、吸热)
m + n p +q ( > = < )
之后，随温度升高，C%减小，说明平衡逆向移动
可逆反应:mA(s)＋nB(g) pC(g)；△HV逆 的点是 。(3)其中表示未达平衡状态, V正 或 < )
(5)VA、VB、VC、VD、VE的大小关系为： 。
VD> VE > VA > VC > VB
1、弄清横坐标和纵坐标的意义。2、弄清图像上点的意义，特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义。3、弄清图像所示的增、减性。4、弄清图像斜率的大小。
5、看是否需要辅助线。
（1）先拐先平，条件高 （2）“定一议二”原则
小结：图像题解答要点:
1.(2022·广东，13)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的ΔH0B.气体的总物质的量:na