新高考化学一轮复习讲义第27讲 化学反应速率、平衡图像（2份打包，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习讲义第27讲 化学反应速率、平衡图像（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考化学一轮复习讲义第27讲化学反应速率平衡图像原卷版docx、新高考化学一轮复习讲义第27讲化学反应速率平衡图像解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共44页， 欢迎下载使用。
考情分析
网络构建
考点一 速率图像
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 速率—时间图像
知识点2 速率—压强(或温度)图像
知识点3 物质的量(或浓度)—时间图像
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查速率-时间图像
考向2 考查速率—压强(或温度)图像
考向3 考查浓度或物质的的量-时间图像
考点二 平衡图象
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像
知识点2 恒温线或恒压线图像
知识点3 反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断
考向2 考查恒温线或恒压线图像的分析判断
考向3 考查组分含量或浓度与温度的关系图像的分析判断
考向4 考查化学平衡曲线外的非平衡点分析
考点三 图像类分析方法
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 速率图像分析
知识点2 平衡图像分析
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查化学反应速率图像分析
考向2 考查化学平衡综合图像分析
真题感悟
考点一 速率图像
知识点1 速率—时间图像
1.“渐变”类v－t图像
2.“断点”类v－t图像
3.“平台”类v­t图像
4.全程速率—时间图像
例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因：(1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。
(2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。
知识点2 速率—压强(或温度)图像
1.对于速率～温度曲线，温度改变后，吸热反应速率变化大，放热反应速率变化小。即吸热大变，放热小变。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ为例
2.对于速率～压强曲线，压强改变后，气体体积之和大的一侧反应速率变化大，气体体积之和小的一侧反应速率变化小。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ为例
【名师点拨】这类图像中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，压强或温度增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。
知识点3 物质的量(或浓度)—时间图像
这类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。
1、识图：在c-t图中，一般横坐标表示时间，纵坐标表示浓度或物质的量等变化，分析图时要抓住随着时间的变化曲线的基本走势问题，其重点及易错点应抓住曲线的斜率，某一时刻曲线的斜率大小就表示该时刻反应的速率快慢，曲线越陡表示反应的速率越大，曲线越平缓表示反应的速率越小。
2、规律：①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。
②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。
③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。
3、实例：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 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。
③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3ml，Δn(Y)＝n2－n3ml，Δn(Z)＝n2ml。
(2)根据图像可进行如下计算
①某物质的平均速率、转化率，如
v(X)＝eq \f(n1－n3,V·t3) ml·L－1·s－1；
Y的转化率＝eq \f(n2－n3,n2)×100%。
②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。
4、易错提醒：解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。
考向1 考查速率-时间图像
例1.在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2A（g）＋B（g） 3C（g）；ΔHT1，D正确；故选D。
【答案】D
【变式训练】（2023·河北邢台·统考一模）室温下，某溶液初始时仅溶有M，同时发生以下两个反应：①；②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A．0~10s内，M的平均反应速率
B．温度不变，反应过程中的值不变
C．反应①的活化能比反应②的活化能大
D．温度升高，体系中的值减小
【解析】A．由反应可知M的浓度变化量等于Y和Z的浓度变化量之和，0~10s内，M的平均反应速率，故A正确；B． ，温度不变时，比值不变，则恒定不变，v1与成正比，v2与成正比，则的值不变，故B正确；C．由图可知相同条件下，Z的速率大于Y，可知反应②的速率大于反应①，根据反应活化能越大反应速率越小，可知反应①的活化能比反应②的活化能大，故C正确；D．反应的吸放热情况不确定，稳定升高平衡的移动方向不确定，因此体系中的值无法确定，故D错误；故选：D。
【答案】D
考点二 平衡图像
知识点1 转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像
该类图像中常常与化学平衡知识相联系，重在考查化学平衡相关知识点。这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。
1.识图：一般当转化率达到一个定值，即转化率或百分含量保持不变，该反应达到化学平衡，我们可以借助图像中曲线的数值大小，进一步结合影响平衡的一些外界因素，分析整合，得出相关结论。已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的系数的关系。
2.规律：“先拐先平，数值大”原则
分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如图甲中T2>T1。
②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。
③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。
3.实例：正确掌握图像中反应规律的判断方法
[以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反应物A的转化率αA为例说明]
①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。
②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。
③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
知识点2 恒温线或恒压线图像
该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（反应物或生成物）或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。
1.识图：(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)
图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，若T1>T2，则正反应为放热反应。
【名师点睛】解答此类图像问题，往往可作分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线——恒压线或恒温线，然后进行定一议二，从而可解决问题。
2.规律：(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系数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，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，甲中任取一曲线，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，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
知识点3 反应过程中组分含量或浓度与温度的关系及非平衡点图像
1.反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像
对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆，未达平衡；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)，平衡逆向移动，ΔHv逆；则右下方(F点)v正v(逆),若平衡逆移,v(正)v逆
C．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0pa
【解析】A．随着温度的升高，CO2的体积分数降低，即升温该平衡正向移动，所以该反应为吸热反应，△H>0，A项正确；B．恒压充入惰性气体，容器容积变大，平衡向气体增大的方向移动，即平衡正向移动，v正>v逆，B项正确；C．设CO2为1ml，该条件下转化率为x，根据已知信息建立三段式，650℃时CO2和CO的体积分数分别为60%和40%，即得到x=0.25，则转化率为25%，C项正确；D．925℃时，CO的体积分数为96%，故=23.04p总，D项错误；故选D。
【答案】D
【变式训练】（2023·上海·模拟预测）体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中，发生反应：CO2(g)+C(s) 2CO(g)，起始投料量如表，在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
A．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B．a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pc>pb>pa
C．1100K时，平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：甲>乙>丙
D．1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml，则v(正)>v(逆)
【解析】A．CO2(g)+C(s) 2CO(g)反应中，C为固体，不影响平衡移动，CO的化学计量数大于CO2的化学计量数，且反应发生在恒容密闭容器中，所以增大CO2的物质的量，则平衡左移。甲容器中n(CO2)初始为0.2ml，若全部转化为CO，则c(CO)=0.2ml/L，所以曲线Ⅰ对应的容器不是甲；若曲线Ⅲ对应的容器为甲，则在1100℃时，乙容器中的c(CO)应小于0.08ml/L，不符合图示。综上分析，曲线Ⅱ对应的容器是甲，故曲线Ⅰ对应的容器是乙，曲线Ⅲ对应的容器是丙，A项正确；B．该反应生成物中气体的化学计量数大于反应物中气体的化学计量数。b、c两点为同一容器的不同状态，b点的c(CO)更大，该状态下气体的总物质的量大于c点状态，故pb>pc；a点为容器乙状态，该状态下气体的总物质的量大于b点，故pa>pb，所以a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pa>pb>pc，B项错误；C．CO2的分子量大于CO，所以CO2的转化率越高则混合气体的平均分子量大小越小。相同温度下，容器中转化率丙>甲>乙，故平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：乙>甲>丙，C项错误；D．1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml，则，而1000K时，根据图示可知反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的平衡常数KK，则起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml，反应v(正)反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I反应Ⅱ，故A正确；B．短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应I