2022年高考化学一轮复习课件 第7章 第36讲　化学反应速率、平衡图像 (含解析)

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1.系统掌握速率、平衡图像的分析方法。2.加深外因对化学反应速率影响的理解。3.能正确解答实际工业生产中有关图像的问题。
考点一　常规图像分类突破
考点二　复杂化学平衡图像分类突破
微专题19　化学反应速率、平衡原理在物质制备中的调控作用
1.瞬时速率—时间图像(1)当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图：
t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
(2)“渐变”类v－t图像
(3)利用图像“断点”判断影响速率的外因
在一密闭容器中发生反应N2＋3H2 2NH3　ΔH＜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。回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是______(填字母，下同)。A.t0～t1　　B.t1～t2C.t2～t3 D.t3～t4E.t4～t5 F.t5～t6
解析　根据图示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。
(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______。
解析　t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。
(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
解析　根据图示知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。
(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。
解析　t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
2.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)，__________________________________。(2)BC段(v减小)，____________________________。
反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大
溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小
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下所示。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　A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。
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①______是反应物，___是产物。②t3 s时反应达到_____状态，X、Y并没有全部反应，该反应是_____反应。③0～t3 s时间段：Δn(X)＝_______ml，Δn(Y)＝_______ml，Δn(Z)＝___ml。
(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)＝__________________；Y的转化率＝________×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
1.100 ℃时，向某恒容密闭容器加入1.6 ml·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g) M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示：下列说法错误的是A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝ 0.02 ml·L－1·s－1B.a、b两时刻生成Q的速率：v(a)v(bc)＝0D.其他条件相同，起始时将0.2 ml·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡 所需时间少于60 s
解析　根据分析，从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝ ＝0.02 ml·L－1·s－1，故A正确；Q为反应物，初始时浓度最大，消耗速率最大，生成速率最小，随着反应的进行，Q的浓度逐渐减小，消耗速率逐渐减慢，生成速率逐渐增大，则a、b两时刻生成Q的速率：v(a)v(bc)＝0，故C正确；其他条件相同，向某恒容密闭容器中通入0.2 ml·L－1氦气与Q混合，容器体积不变，Q、M的浓度不变，与原平衡体系等效，则反应达到平衡所需时间等于60 s，故D错误。
0～10 min内的平均反应速率v(A)＝___________________。
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。
4.浓度(转化率、百分含量)—时间图像(1)识图技巧分析反应由开始(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。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。
(2)应用举例①浓度—时间如A(g)＋B(g) AB(g)②含量—时间—温度(压强)(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)
5.恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率，n表示反应物的平衡物质的量)
图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积_____的反应，ΔH___0；图②，若T1>T2，则正反应为_____反应，气体体积增大。
6.几种特殊图像(1)对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应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(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。
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
解析　由图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。
2.如图是温度和压强对反应X＋Y 2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是A.上述可逆反应的正反应为放热反应B.X、Y、Z均为气态C.X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态D.上述反应的逆反应的ΔH＞0
解析　由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，故A、D错误；相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增大压强平衡左移，则Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故B错误、C正确。
3.一定条件下，合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。图甲表示在此反应过程中的能量变化，图乙表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图丙表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
下列说法正确的是A.升高温度，该反应的平衡常数增大B.由图乙信息，从11 min起其他条件不变，压缩容器的体积，则n(N2)的变化 曲线为dC.由图乙信息，10 min内该反应的平均速率v(H2)＝0.09 ml·L－1·min－1D.图丙中温度T1”“