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    新高考化学二轮复习高频考点追踪练习专题09 化学反应速率与化学平衡(讲义)(2份打包,原卷版+解析版)

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    新高考化学二轮复习高频考点追踪练习专题09 化学反应速率与化学平衡(讲义)(2份打包,原卷版+解析版)

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    这是一份新高考化学二轮复习高频考点追踪练习专题09 化学反应速率与化学平衡(讲义)(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考化学二轮复习高频考点追踪练习专题09化学反应速率与化学平衡讲义原卷版docx、新高考化学二轮复习高频考点追踪练习专题09化学反应速率与化学平衡讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共120页, 欢迎下载使用。
    01专题网络·思维脑图
    02考情分析·解密高考
    03高频考点·以考定法
    考点一 化学反应速率及其影响因素和相关计算
    【高考解密】
    命题点01 化学反应速率及相关计算
    命题点02 外界条件对化学反应速率的影响
    命题点03 化学反应速率常数
    【技巧解密】
    【考向预测】
    考点二 化学平衡及其影响因素
    【高考解密】
    命题点01 化学平衡状态及其判断
    命题点02 影响化学平衡移动因素
    命题点03 化学反应方向的调控
    【技巧解密】
    【考向预测】
    考点三 化学平衡常数及化学平衡相关计算
    【高考解密】
    命题点01 化学平衡常数
    命题点02 化学平衡相关计算
    【技巧解密】
    【考向预测】
    04核心素养·微专题
    微专题 图像、图表题的信息提取与应用
    考点一 化学反应速率及其影响因素和相关计算
    命题点01 化学反应速率及相关计算
    典例01(2022·辽宁卷)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
    下列说法错误的是( )
    A.1 min时,Z的浓度大于
    B.2 min时,加入,此时
    C.3 min时,Y的体积分数约为33.3%
    D.5 min时,X的物质的量为
    典例02(2021·辽宁卷)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
    A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
    B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
    C.条件①,反应速率为
    D.条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为
    典例03(2021·浙江卷)一定温度下:在N2O5 的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应:2N2O54NO2 +O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
    下列说法正确的是( )
    A.600~1200 s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4 ml·L-1·s-1
    B.反应2220 s时,放出的O2体积为11.8L(标准状况)
    C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)
    D.推测上表中的x为3930
    命题点02 外界条件对化学反应速率的影响
    典例01(2023·辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn (Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )
    A.Mn (Ⅲ)不能氧化H2C2O4
    B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
    C.该条件下,(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
    D.总反应为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
    典例02(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则
    A.无催化剂时,反应不能进行
    B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
    C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
    D.使用催化剂Ⅰ时,内,
    典例03(2022·河北卷)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①XY;②YZ。反应①的速率,反应②的速率,式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是( )
    A.随的减小,反应①、②的速率均降低
    B.体系中
    C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
    D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定
    命题点03 化学反应速率常数
    典例01(2021·重庆卷)甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应: CH3NC(g) →CH3CN(g),反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc,k为速率常数(常温下为常数),a点和b点反应速率相等,即v(a)=v(b)。下列说法错误的是

    A.bf段的平均反应速率为1.0 × 10 -4ml(L·min)
    B.a点反应物的活化分子数多于d点
    C.T1>T2
    D.3v(d)=2v(e)
    1.对化学反应速率计算公式的剖析
    v(B)=eq \f(Δc(B),Δt)=eq \f(\f(Δn(B),V),Δt)
    (1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
    (2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率,且计算时取正值。
    (3)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
    (4)对于可逆反应,反应进行的净速率是正、逆反应速率之差,当达到平衡时,净速率为零。
    2.影响反应速率的因素
    (1)内因
    反应物本身的性质是主要因素,如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。
    (2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)
    3.理论解释——有效碰撞理论
    (1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
    (2)活化能:如图
    图中:E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,E2为逆反应的活化能,反应热为E1-E2。
    (3)有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
    活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。
    4.分析有气体参与的化学反应的反应速率
    (1)恒温时,压缩体积eq \(――→,\s\up15(引起))压强增大―→气体反应物浓度增大eq \(――→,\s\up15(引起))反应速率增大。
    (2)恒温恒容时
    ①充入气体反应物eq \(――→,\s\up15(引起))气体反应物浓度增大(压强也增大)eq \(――→,\s\up15(引起))反应速率增大。
    ②充入“惰性”气体eq \(――→,\s\up15(引起))总压强增大―→气体反应物浓度未改变eq \(――→,\s\up15(引起))反应速率不变。
    (3)恒温恒压时,充入“惰性”气体eq \(――→,\s\up15(引起))体积增大eq \(――→,\s\up15(引起))气体反应物浓度减小eq \(――→,\s\up15(引起))反
    应速率减小。
    5.外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同。
    (1)当增大反应物浓度时,v(正)瞬间增大,随后逐渐减小;v(逆)瞬间不变,随后逐渐增大;直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。
    (2)增大压强,气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。
    (3)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
    (4)升高温度,v(正)和v(逆)都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。
    (5)使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。
    6.化学反应速率计算的常见错误
    (1)不注意容器的容积。
    (2)漏写单位或单位写错。
    (3)忽略有效数字。
    7.比较化学反应速率大小的注意事项
    (1)看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。
    (2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
    (3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内v(A)a与v(B)b的大小,若v(A)a>v(B)b,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。
    8.化学反应速率常数拓展
    对于一个基元反应:αA+βD===γG+hH
    其化学反应速率常数数学表达式为:v=kcα(A)cβ(D)
    上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。
    k的物理意义:在一定的条件下(温度、催化剂),反应物浓度为1 ml·L-1时的反应速率。k与反应物浓度无关。
    (1)反应不同,k值不同。
    (2)同一反应,温度不同k值不同。
    (3)同一反应,温度一定时,有无催化剂k也是不同的。
    不同反应有不同的速率常数,速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关,甚至会随反应器的形状、性质而异。与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
    考向01 化学反应速率及相关计算
    1.(2023·辽宁·校联考三模)氨基甲酸铵()主要用作磷化铝中间体,也用于医药。在T℃时,将足量的固体置于恒温恒容容器中,存在如下化学平衡:,经t min达到平衡状态,平衡时体系的总浓度为。下列叙述正确的是
    A.当混合气体的平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡状态
    B.T℃时,向平衡体系中加入适量,增大
    C.在0~t min时间段内,平均反应速率
    D.向平衡体系中充入适量的,逆反应速率增大
    2.(2023·河北唐山·统考三模)在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B,发生反应。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是

    A.100℃时前5min平均化学反应速率
    B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),达新平衡前v(逆)>v(正)
    C.
    D.某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
    3.(2023·广东佛山·统考二模)在催化剂作用下,向容积为1L的容器中加入1mlX和3mlY,发生反应:,平衡时和反应10min时X的转化率(X)随温度的变化分别如曲线I、Ⅱ所示。下列说法错误的是
    A.该反应
    B.200℃时,前10min的平均反应速率
    C.400℃时,反应的平衡常数K=2
    D.bc段变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致
    4.(2023·全国·模拟预测)在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g)+N2(g),N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)·c2(NO)。控制NO起始浓度为0.5ml•L-1,N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示,下列说法正确的是
    A.该反应的速率常数k为15L2·ml-2•s-1
    B.随着H2起始浓度增大,达平衡时N2的物质的量分数增大
    C.反应达平衡后,H2和NO的浓度均增加一倍,则NO转化率减小
    D.H2起始浓度为0.2ml•L-1,某时刻NO的浓度为0.4ml•L-1,则此时N2的瞬时生成速率为0.24ml•L-1
    5.(2023·全国·模拟预测)T℃时,含等浓度与的溶液中发生反应: ,时刻,改变某一外界条件继续反应至时刻,溶液中(、)随时间的变化关系如图所示(已知:T℃时,该反应的化学平衡常数,忽略水解)。下列说法正确的是
    A.若时未改变外界条件,则此时该反应未达到平衡状态
    B.若时反应达到平衡,则时改变的条件可能为升温
    C.若始终保持温度不变,则逆反应速率:
    D.内的平均反应速率为
    考向02 外界条件对化学反应速率的影响
    1.(2024·广东省新高三摸底联考)氨基甲酸铵H2NCOONH4能用作磷化铝中间体,也能用于医药。在时,将足量的H2NCOONH4固体置于真空恒容容器中,发生如下反应:H2NCOONH4 (s)2NH3(g)+ CO2(g),经达到平衡状态,平衡时体系的总浓度为c0 ml·L-1 。下列说法正确的是( )
    A.当混合气体平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡状态
    B.向平衡体系加入适量H2NCOONH4,c(CO2)增大
    C.内,平均反应速率为
    D.向平衡体系中充入适量的CO2,逆反应速率增大
    2.选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素,所用试剂不合理的是( )
    a.CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (观察气泡产生的快慢)
    b.S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (观察浑浊产生的快慢)
    3.(2024·河北邢台五岳高三联考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分,研究显示,在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去,发生的反应如下:3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测得c(H2O2)随时间的变化如表所示:
    已知:在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率。下列说法错误的是( )
    A.Fe2+为该反应的催化剂
    B.反应过程中可能产生O2
    C.H2O2与CO2的空间结构相同
    D.0~4 min内,v(H2O2)=0.125 ml·L-1·min-1
    4.(2024·河南省普高联考高三测评)某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小,测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化),下列说法错误的是( )
    A.实验①②探究温度对反应速率的影响
    B.实验②④探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
    C.四组实验中实验②的反应速率最大
    D.实验③完全反应需要tmin,平均反应速率v(Na2S2O3)=ml/(L•min)
    5.(2024·广东湛江高三毕业班调研考试)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为(COOCH3)2 (g)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH (g)+ 2CH3OH(g) ΔH。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线I和Ⅱ,反应温度为T2时,c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是( )
    A.ΔH>0
    B.a、b两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
    C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为
    D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于t1
    考向03 化学反应速率常数
    1.(2023·吉林长春·东北师大附中校考三模)反应的速率方程为(k为速率常数,其中, A、R为常数,为活化能,T为开氏温度,其半衰期反应物消耗一半所需的时间)为0.8/k。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。下列说法正确的是
    A.
    B.
    C.升温、加入催化剂,缩小容积(加压),均能使k增大,导致反应的瞬时速率加快
    D.在过量的B存在时,A剩余12.5%所需的时间是
    2.(2024·河北·校联考模拟预测)在水溶液中进行的反应:,已知该反应速率方程为(k为常数),为探究反应速率(v)与反应物浓度的关系,在20℃进行实验,所得的数据如下表:
    下列结论正确的是
    A.反应体系的三种物质中,H+(aq)的浓度对反应速率影响最大
    B.速率常数的数值为0.03
    C.a、b、c的值分别为1、5、6
    D.实验⑤中,
    3.(2023上·北京东城·高三汇文中学校考期中)某温度时,两个恒容密闭容器中仅发生反应,。
    实验测得:,,、为化学反应速率常数,只受温度影响。
    下列说法不正确的是
    A.I中的平衡转化率约为66.7%
    B.升高温度,该反应的化学平衡常数增大
    C.Ⅱ中达到平衡状态时,
    D.该反应的化学平衡常数可表示为
    4.(2023上·黑龙江哈尔滨·高三尚志市尚志中学校考期中)一定温度下,在恒容反应器中发生反应,化学反应速率(k为化学反应速率常数,其数值与温度有关)。实验测得该温度下反应物浓度与化学反应速率的关系如表所示:
    根据表中的测定结果,下列结论不正确的是
    A.表中x的值为
    B.化学反应速率
    C.升高温度,各物质浓度不变,化学反应速率不变
    D.催化剂影响k的大小
    5.(2023·天津河北·统考一模)某温度时,两个恒容密闭容器中仅发生反应2NO2(g)⇌2NO(g) +O2 (g) ΔH > 0。实验测得:υ正(NO2)=k正c2(NO2),υ逆(NO)=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为化学反应速率常数,只受温度影响。
    下列说法不正确的是
    A.Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7%
    B.Ⅱ中达到平衡状态时,c(O2)<0.2ml·L−1
    C.该反应的化学平衡常数可表示为
    D.升高温度,达到平衡状态时 Ⅰ中c(O2)<0.2ml·L−1
    考点二 化学平衡及其影响因素
    命题点01 化学平衡状态及其判断
    典例01(2022·天津卷)向恒温恒容密闭容器中通入2ml 和1ml ,反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
    A.的平衡浓度增大B.反应平衡常数增大
    C.正向反应速率增大D.的转化总量增大
    典例02(2019·浙江卷)下列说法正确的是
    A.H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变
    B.C(s)+H2O(g) ⇌ H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡
    C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g) ⇌ 2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体
    D.1 ml N2和3 ml H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;在相同温度和压强下,当2 ml NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,Q2不等于Q1
    典例03(2018·浙江卷)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒压容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是( )
    A.容器内气体的密度不再变化
    B.容器内压强保持不变
    C.相同时间内,生成N-H键的数目与断开H-H键的数目相等
    D.容器内气体的浓度之比c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
    命题点02 影响化学平衡移动因素
    典例01(2023·广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是

    A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
    B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
    C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
    D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
    典例02(2022·广东卷)恒容密闭容器中,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
    B.a为随温度的变化曲线
    C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
    D.向平衡体系中加入,H2的平衡转化率增大
    典例03(2021·辽宁卷)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应,一段时间后达到平衡。下列说法错误的是
    A.升高温度,若增大,则
    B.加入一定量Z,达新平衡后减小
    C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后增大
    D.加入一定量氩气,平衡不移动
    命题点03 化学反应方向的调控
    典例01(2022·浙江卷)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质,下列说法正确的是
    A.ΔH和ΔS均大于零
    B.ΔH和ΔS均小于零
    C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零
    D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
    典例02(2022·湖南卷·节选)(1)已知ΔG= ΔH-TΔS,的值只决定于反应体系的始态和终态,忽略、随温度的变化。若ΔG<0,则该反应可以自发进行。根据下图判断:600℃时,下列反应不能自发进行的是_______。
    A.C(s)+O2(g)=CO2(g)
    B.2C(s)+O2(g)=2CO(g)
    C.TiO2 (s)+2Cl2(g)= TiCl4(g)+O2(g)
    D.TiO2 (s)+C(s)+2Cl2(g)= TiCl4(g)+CO2(g)
    典例03(2021·海南卷)制备水煤气的反应 ,下列说法正确的是
    A.该反应
    B.升高温度,反应速率增大
    C.恒温下,增大总压,H2O(g)的平衡转化率不变
    D.恒温恒压下,加入催化剂,平衡常数增大
    1.化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度”
    判断化学反应是否达到化学平衡状态,关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有:
    (1)绝对标志
    (2)相对标志
    ①有气体参加的反应,气体的总压强、总体积、总物质的量不变时,对于反应前后气体分子数不变的反应来说,不一定达到平衡;对于反应前后气体分子数不相等的反应来说,达到平衡;
    ②气体的密度(eq \f(气体的总质量,气体的总体积))、气体的平均相对分子质量(eq \f(气体的总质量,气体的总物质的量))不变时,要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况,判断是否平衡;
    ③如果平衡体系中的物质有颜色,则平衡体系的颜色不变时,达到平衡。
    (3)一角度
    从微观的角度分析,如反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列各项均可说明该反应达到了平衡状态:
    2.化学平衡移动判断的方法和规律
    (1)通过比较化学平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
    ①外界条件改变对化学平衡的影响
    a.若外界条件改变,引起v正>v逆,则化学平衡向正反应方向(或向右)移动;
    b.若外界条件改变,引起v正K,平衡逆向移动;
    ②若Q=K,平衡不移动;
    ③若Q0,ΔSv逆(Z)
    D.体系压强不变时,反应达到平衡状态
    3.(2023·河北保定·校联考三模)恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?) +W(?) X(g)+Y(?) △H,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中不正确的是

    A.该条件下,Z和W中的都不可能为气态
    B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量相等
    C.若该反应△H0]
    ①速率 ­时间图像:
    t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速率从t1开始逐渐增大;t2时升高温度,对任何反应,升高温度,正反应和逆反应速率均增大;t3时减小压强,容器容积增大,浓度变小,正反应速率和逆反应速率均减小;t4时加催化剂,正反应速率和逆反应速率均增大。
    ②转化率(或含量) ­时间图像:
    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化学计量数的关系。[以反应aA(g)+bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
    图甲表示压强对反应物转化率的影响,对于反应后气体体积减小的反应,压强越大,反应物的转化率越大;图乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大;图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。
    解答这类图像题时应注意以下两点:
    1)“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。
    a.若为温度变化引起,温度较高时,反应达平衡所需时间短,如甲中T2>T1。
    b.若为压强变化引起,压强较大时,反应达平衡所需时间短,如乙中p1>p2。
    c.若是使用催化剂引起,使用适宜催化剂时,反应达平衡所需时间短,如丙中a使用催化剂。
    2)正确掌握图像中反应规律的判断方法
    a.图甲中,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡逆移,则正反应为放热反应。
    b.图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正移,则正反应为气体体积缩小的反应。
    c.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。
    ③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aA(g)+bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
    分析时可沿横轴做一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。
    解答这类图像题时应遵循的原理——“定一议二”原则:
    1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化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。如甲中任取一条温度曲线研究,压强增大,αA增大,平衡正移,正反应为气体体积 减小 的反应;乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线,也能得出结论。
    2)可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。
    ④速率-压强(或温度)图像
    特点:曲线的意义是外界条件(温度、压强)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,压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快,平衡正向移动。
    (3)“点-线-面”三维度分析几种特殊图像
    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,则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),平衡逆向移动,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点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态,所以E点v正>v逆;则右下方(F点)v正<v逆。
    2、创新型图像:
    新型图像往往根据实际工业生产,结合图像,分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大,能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力,在新课标高考中受到命题者的青睐。因为涉及到工业生产问题。一般纵轴为产率(转化率),横轴为影响平衡速率的外界因素如温度、压强、投料比等单一因素,或多因素组合,考查实际工业生产中适宜条件的选择。解题时除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外,还要注意以下4点:
    (1)曲线上的每个点是否都达到平衡
    往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断,如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理,只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。
    如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小,先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡,随温度的升高,反应速率增大,故单位时间内A的产率增大。
    (2)催化剂的活性是否受温度的影响
    不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说,催化剂的活性在一定温度下最高,低于或高于这个温度都会下降。
    如图,250~300 ℃时,温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低。
    (3)不同的投料比会对产率造成影响
    可以采用定一议二的方法,根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断,确定反应的吸放热或系数和的大小。
    如图,对于反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
    当投料比一定时,温度越高,CO2的转化率越低,所以升温,平衡左移,正反应为放热反应。若温度不变,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],则提高了二氧化碳的转化率。
    (4)考虑副反应的干扰或影响
    往往试题会有一定的信息提示,尤其温度的改变影响较大。
    三、思维建模:
    四、化学平衡图像题解答步骤
    第一步,看反应,找特点:即分析可逆反应化学方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应,还是吸热反应)等。
    第二步,析图像,得信息:即识别图像类型,横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平,数值大”判断,即曲线先出现拐点,先达到平衡,其温度、压强越大。
    第三步:理信息,找思路:联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。
    第四步:巧整合,得解答:图表与原理整合,逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。
    考向01 “图像型”化学反应速率与平衡信息提取与应用
    1.(2023·河北保定·校联考三模)CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术,该过程主要发生下列反应:
    反应①:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ•ml-1
    反应②:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ•ml-1
    在0.5MPa条件下,将n(CO2)∶n(H2)为1∶3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,实验测得CO2的转化率、CH3OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
    A.图中曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化
    B.一定温度下,增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值,可提高H2的平衡转化率
    C.升高温度时,CO的选择性升高
    D.一定温度下,选用高效催化剂可提高CH3OH的平衡产率
    2.(2023·湖南衡阳·校联考三模)已知催化加氢合成乙醇的反应原理为。设为起始时的投料比,即。的平衡转化率与压强、温度和投料比的关系如图所示,下列有关说法错误的是

    A.图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为
    B.图2中投料比由大到小的顺序为
    C.若图1中投料比,a点时乙醇的分压为
    D.若图2中投料比,随着温度的升高,该平衡体系中的百分含量逐渐减小
    3.(2022·浙江绍兴·校联考模拟预测)常温下某同学将一定量的充入注射器中后封口,测得拉伸和压缩注射器的活塞过程中气体透光率随时间的变化如图所示(已知气体颜色越深,透光率越小;)。下列说法正确的是

    A.点操作为压缩针管,因此
    B.点的操作为拉伸注射器到任意位置
    C.点平均相对分子质量与点相等
    D.若注射器绝热,
    4.(2023·全国·统考模拟预测)在恒容绝热的密闭容器中,按物质的量之比为1:2充入X和Y,发生反应X(s)+2Y(g)2Z(g)+W(g),测得体系温度与反应时间的关系如图所示,30min时测得Y的体积分数为25%。下列说法正确的是
    A.该反应的逆反应为放热反应
    B.达平衡后,Kv=2(Kv为以气体体积分数表示的平衡常数)
    C.加入催化剂不影响X的平衡转化率,会提高Y的平衡转化率
    D.平衡常数不变时达到了反应的限度
    5.(2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模)T℃时,向容积为的刚性容器中充入和一定量的发生反应:,达到平衡时,的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入时,容器内气体的总压强为。下列说法正确的是
    A.时反应到达c点,
    B.随增大,的百分含量不断增大
    C.b点时反应的平衡常数
    D.c点时,再加入和,使二者分压均增大,平衡正向移动
    考向02 “表格型”化学反应速率与平衡信息提取与应用
    1.(2023·浙江·校联考模拟预测)甲胺()是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如下:
    下列说法正确的是
    A.正反应的平衡常数
    B.达到平衡时,体系中关系:
    C.达到平衡时,转化率:
    D.向容器Ⅲ中加入高效催化剂,能增大反应活化能,提高反应转化率
    2.(2023·河北邯郸·统考一模)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H>0,反应起始时容器内气体的总压强为p,体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。
    下列说法正确的是
    A.20~60s内,NO2的平均反应速率υ=1.1×10−3 ml∙L−1∙s−1
    B.N2O4的平衡转化率为40%
    C.该温度下,反应的压强平衡常数Kp=p
    D.80s时,再充入0.03mlNO2、0.01mlN2O4,平衡逆向移动
    3.(2023·北京东城·统考一模)某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下,在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应,起始浓度如表所示。
    下列判断不正确的是
    A.化学反应速率:乙>甲B.平衡时,甲中I2的转化率为50%
    C.平衡时,丙中c(I2)=0.01ml•L-1D.平衡时,乙和丁中相等
    4.(2023·上海奉贤·统考二模)向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B,发生反应:2A(g)+2B(g) 3C(s)+4D(g)在不同压强下,该反应平衡常数随温度变化如下表所示。下列判断正确的是
    A.g>f
    B.正反应是放热反应
    C.2.0MPa、800℃时,A的转化率最小
    D.1.5MPa、300℃时,B的转化率为50%
    5.(2023·上海静安·统考二模)已知:H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)。现将三份物质的量相同的H2(g)和I2(g) 分别投入三个恒容密闭容器中,平衡前后容器的温度无变化。相关数据见下表。
    下列说法错误的是
    A.c 3 t 3C.K 1= K 2

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