1、微型专题突破系列(七) 巧解化学反应速率和化学平衡的图象题,【考情播报】 化学反应速率和化学平衡的图象类试题是一种特殊题型，其特点是：图象是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型，偶尔也会在非选择题中出现。因为图象是用二维坐标表示的，所以该类试题包含的信息量比较大，随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。常见的命题角度有：,(1)以反应速率随温度、压强等的变化图象为载体，考查化学平衡移动的规律及化学反应方向的判断； (2)以物质的含量随时间的变化图象为载体，考查外界条件对化学平衡的影响
2、以及平衡移动过程中相关量的变化分析； (3)以物质的量(或浓度)随时间的变化图象为载体，考查化学反应速率的表示方法及其相关计算； (4)以反应过程速率随时间的变化图象为载体，考查反应速率的影响因素及相关分析。,【答题必备】 1.化学反应速率： (1)掌握1条规律：对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)， v(A)v(B)v(C)n(A)n(B)n(C) c(A)c(B)c(C)mnp。 (2)理解5个因素：增大反应物浓度、增大气体反应物压强、升高温度、使用催化剂、增大反应物表面积，化学反应速率均增大，反应时间将缩短，达到平衡的时间也缩短。反之，反应速率将减小，反应时间将变长，达到平衡的
3、时间将延长。,(3)了解1个图象。其中： E1正反应活化能 E2逆反应活化能 HE1-E2E3-E4。,2.化学平衡的移动： (1)掌握平衡特征。 v(正)v(逆)0。例如，只有在t2时刻反应才达到平衡。,反应体系中各物质的质量或浓度保持不变。例如，只有在t3时刻反应才达到平衡状态。 反应物的转化率不变。,(2)理解1个原理。 勒夏特列原理(化学平衡移动原理)：如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。,【典题示例】 角度一 速率-压强(或温度)图象 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
4、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( ),【典题剖析】抽丝剥茧 溯本求源,【尝试解答】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项均错误；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项错误；增大压强，平衡向逆反应方向移动，则v(逆)v(正)，C项正确。 【答案】C,角度二 含量(或转化率)-时间图象 (2015临沂模拟)T0时，在2 L的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的
5、关系如图a所 示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，X的物质的 量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是( ),A.该反应的正反应是吸热反应 B.T0 ，从反应开始到平衡时：v(X)0.083 molL-1min-1 C.图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5% D.T1时，若该反应的平衡常数K50，则T1T0,【典题剖析】抽丝剥茧 溯本求源,【尝试解答】根据“先拐先平，数值大”的原则可推知，T1T2， 温度越高，X的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应放热， A不正确；v(X)(0.3 mol -0.05 mol)/(2 L3 min) 0.041 7 molL-1mi
6、n-1，B不正确；Y的转化率为(0.4-0.15)/0.4 100%62.5%，C不正确；由图a可知X、Y、Z物质的量变化之比为 112，则K0为33.350，平衡常数越小，温度越高，D正确。 【答案】D,角度三 恒温线(或恒压线)图象 (2015长沙模拟)在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为 0.1 molL-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关 系如图所示，下列有关说法一定正确的是( ),A.上述反应的H0 B.压强p1p2p3p4 C.1 100 该反应的平衡常数为64 D.压强为p4时，在
7、Y点：v(正)v(逆),【典题剖析】抽丝剥茧 溯本求源,【尝试解答】分析图象可知：升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应，A正确；由反应方程式可知，增大压强时，平衡逆向移动，结合图象可知压强：p1v(逆)，D错误。 【答案】A,【类题通法】 解答化学反应速率和化学平衡图象题的思路、步骤与技巧 1.解题思路：,2.解题步骤：,【类题备选】1.(2015泰安模拟)化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列对图象描述叙述正确的是( ),A.根据图可判断可逆反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)的 H0 B.图可以表示压强对可逆反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)的影响，乙的
8、压强大 C.图可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化 D.据图判断，物质A反应生成物质C的H0,【解析】选B。据图可知，曲线交点之前，反应未达平衡，交点时 处于平衡状态。交点后升高温度逆反应速率比正反应速率增加得快， 说明平衡向逆反应方向移动。由于升高温度平衡向吸热反应方向移 动，故可判断可逆反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)正反应是放热反 应，即H0，故A错误。由图知，由甲到乙，达到平衡时间缩短， 说明条件改变使乙的反应速率加快，但平衡时反应物的转化率不变， 即改变条件平衡不移动，对可逆反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)，,反应前后体积不变，所以增大压强
9、平衡不移动，故B正确。曲线图中改变条件后，逆反应速率增大，正反应速率降低，所以不可能改变的是温度，C错误。据图知，物质A的总能量高于物质C的总能量，所以A生成C是放热反应，则H0，D不正确。,2.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合如图的是( ),A.CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H0 C.CH3CH2OH(g) CH2CH2(g)+H2O(g) H0 D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2C6H5CHCH2(g)+ 2H2O(g) H0,【解析】选A。由温度-含量图象可知，T2先达到平衡，因此T2T1，温度升高，水蒸气含量减
10、少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意；由压强-含量图象可知，p1先达到平衡，即p1p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加，因此正反应是气体体积减小的反应，D不符合题意，只有A符合题意。,3.如图所示是表示其他条件一定时，2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) Hv(逆)的点是( )A.a点 B.b点 C.c点 D.d点,【解析】选C。此题为温度-转化率曲线，由于a点、b点均在平衡线上，表示a点与b点达到平衡状态；c点时，NO的转化率小于该温度下达到平衡时的转化率，说明反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即v(正)v(逆)；d点需转化率减小才能达平衡，故反应逆向进行，v(正)v(逆)，
11、故只有C项符合题目要求。,4.对于可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(m、n、p、q均为化学计量数)，根据图示曲线回答：,(1)正反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)m+n_p+q(填“”“”“”或“”)。,【解析】(1)由图知，用“定一议二”的原则，看等压线，温度越高，A的转化率越大，说明平衡向正反应方向移动，运用温度对化学平衡移动的影响规律，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，可知该反应的正反应是吸热反应。(2)看等温线，压强越大，A的转化率越大，说明平衡向正反应方向移动，运用压强对化学平衡移动的影响规律，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，可知该反应的正反应是气体体积减小的反应，即m+np+q。(3)若将纵坐标A的转化率换成A在平衡混合物中的质量分数，则与前者相反。 答案：(1)吸热 (2) (3)吸热 ,
