高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高考專題講座4化學(xué)平衡圖像的分類突破教學(xué)案魯科版.docx

化學(xué)平衡圖像的分類突破化學(xué)平衡的圖像是全國(guó)卷命題的熱點(diǎn)，主要以卷非選擇題為主。圖像中蘊(yùn)含著豐富的信息，具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn)，命題形式靈活，難度不大，解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)明確反應(yīng)條件，認(rèn)真分析圖像，充分挖掘蘊(yùn)含的信息，緊扣化學(xué)原理，找準(zhǔn)切入點(diǎn)解決問(wèn)題。解題思路速率壓強(qiáng)(或溫度)圖像曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢(shì)及變化幅度。圖中交點(diǎn)是平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)或溫度增大，正反應(yīng)速率增大得快，平衡正向移動(dòng)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)反應(yīng)2A(s)2B(g) 2C(g)D(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))的正、逆反應(yīng)速率的影響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是 () C根據(jù)化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)，升溫平衡向正向移動(dòng)，但v正、v逆均增大，加壓平衡向逆向移動(dòng)，v逆v正。轉(zhuǎn)化率(或百分含量)時(shí)間溫度(或壓強(qiáng))圖像已知不同溫度或壓強(qiáng)下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。以mA(g)nB(g) pC(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率A為例說(shuō)明方法規(guī)律(1)“先拐先平，數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡所用時(shí)間的長(zhǎng)短可推知反應(yīng)條件的變化。若為溫度變化引起，溫度較高時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如甲中T2T1。若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如乙中p1p2。若為使用催化劑引起，使用適宜催化劑時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖丙中a使用催化劑。(2)正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法圖甲中，T2T1，升高溫度，A降低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。圖乙中，p1p2，增大壓強(qiáng)，A升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。若縱坐標(biāo)表示A的百分含量，則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(2019西安模擬)現(xiàn)有下列兩個(gè)圖像：下列反應(yīng)中符合上述圖像的是()AN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0C4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0B由圖可知，溫度越高生成物的濃度越大，說(shuō)明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；由圖可知，壓強(qiáng)增大，平衡被破壞，v逆v正，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。綜合上述分析可知，可逆反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)且正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0，為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，B符合；4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0，為吸熱反應(yīng)，但正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，D不符合。3.密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)：aA(g)bB(g) cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下，混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()AT1T2，p1c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BT1T2，p1p2，abc，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)CT1p2，abT2，p1p2，abc，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B由(T1，p1)和(T1，p2)兩條曲線可以看出：溫度相同(T1)，但壓強(qiáng)為p2時(shí)先出現(xiàn)“拐點(diǎn)”，達(dá)到平衡所需的時(shí)間短，即反應(yīng)速率大，所以p2p1；壓強(qiáng)較大(即壓強(qiáng)為p2)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較大，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，則abT2；溫度較高(即溫度為T1)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較小，說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。恒溫線或恒壓線圖像以反應(yīng)A(g)B(g) C(g)H0，且平衡體系的總質(zhì)量(m總)與總物質(zhì)的量(n總)之比在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A溫度：T1T2B平衡常數(shù)：K(a)K(b)vaD當(dāng)30 gmol1時(shí)，n(HF)n(HF)221C由題給信息知該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，從圖像可以看出，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，由T1到T2，增大，說(shuō)明n總減小，平衡左移，即平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以由T1到T2為降低溫度的過(guò)程，即T1T2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于T1溫度較高，升高溫度平衡右移，故溫度為T1時(shí)的平衡常數(shù)大于溫度為T2時(shí)的平衡常數(shù)，再結(jié)合溫度不變平衡常數(shù)不變知，K(b)K(a)K(c)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度越高，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，故vbva，C項(xiàng)正確；設(shè)HF為x mol，(HF)2為y mol，當(dāng)30 gmol1時(shí)，有30，解得xy，即n(HF)n(HF)211，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5(2019福州模擬)以CO2與NH3為原料可以合成尿素CO(NH2)2。合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g)CO2(g) CO(NH2)2(s)H2O(g)。在不同溫度及不同y值下合成尿素，達(dá)到平衡時(shí)，氨氣轉(zhuǎn)化率的變化情況如圖所示。該反應(yīng)的H_0(填“”“”或“”，下同)，若y表示壓強(qiáng)，則y1_y2，若y表示反應(yīng)開始時(shí)的水碳比，則y1_y2。解析：根據(jù)題圖知，y一定時(shí)，降低溫度，NH3的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，降溫時(shí)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Hy2。根據(jù)平衡移動(dòng)原理，減小水碳比，平衡正向移動(dòng)，NH3的轉(zhuǎn)化率增大，若y表示水碳比，則y1y2。答案：v逆，未達(dá)平衡；M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動(dòng)，Hv逆；則右下方(F點(diǎn))v正v逆。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練7煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發(fā)生的主要反應(yīng)為C(s)2H2(g) CH4(g)。在V L的密閉容器中投入a mol碳(足量)，同時(shí)通入2a mol H2，控制條件使其發(fā)生上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ()A上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B在4 MPa、1 200 K時(shí)，圖中X點(diǎn)v(H2)正v(H2)逆C在5 MPa、800 K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為D工業(yè)上維持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K，主要是因?yàn)榍罢咛嫉霓D(zhuǎn)化率高AA項(xiàng)，由圖觀察，溫度越高，碳的平衡轉(zhuǎn)化率越大，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，X點(diǎn)是未平衡時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，此時(shí)碳轉(zhuǎn)化率為50%C(s)2H2(g) CH4(g)起始量/mol a 2a 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.5aa 0.5a平衡量/mol 0.5aa 0.5aK，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該選擇的原因是兩者轉(zhuǎn)化率相差不大，但壓強(qiáng)增大對(duì)設(shè)備要求高，能量需求大，錯(cuò)誤?；どa(chǎn)中的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率與投料比、溫度、催化劑關(guān)系的有關(guān)的圖像將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g)，已知在壓強(qiáng)為a MPa下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見下圖：相同溫度下，n(H2)/n(CO2)越大，(CO2)越大。相同投料比n(H2)/n(CO2)相同時(shí)，溫度越高，(CO2)越小，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(H0)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練8一定條件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化劑對(duì)燃煤煙氣回收。反應(yīng)為2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l)H270 kJmol1(1)其他條件相同、催化劑不同，SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1，F(xiàn)e2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，不考慮催化劑價(jià)格因素，選擇Fe2O3的主要優(yōu)點(diǎn)是_。圖1圖2(2)某科研小組用Fe2O3作催化劑。在380 時(shí)，分別研究了n(CO)n(SO2)為11、31時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率的變化情況(圖2)。則圖2中表示n(CO)n(SO2)31的變化曲線為_。解析：(1)從圖1中可以看出，相比NiO和Cr2O3，用Fe2O3作催化劑時(shí)，在較低溫度下，SO2的轉(zhuǎn)化率已達(dá)很高，這樣既能去除SO2，又能節(jié)省能源。(2)CO與SO2反應(yīng)方程式為2COSO22CO2S，與相比是增大了CO的“量”，上述平衡正移，SO2的轉(zhuǎn)化率升高，與曲線a相符。答案：(1)Fe2O3作催化劑時(shí)，在相對(duì)較低溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率，從而節(jié)約能源(2)a9采用一種新型的催化劑(主要成分是CuMn合金)，利用CO和H2制備二甲醚(DME)。主反應(yīng)：2CO(g)