高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題突破課件專題七 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡 (含解析)

專題七化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因——活化能活化能是指為了能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，普通分子(具有平均能量的分子)變成活化分子所需要吸收的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同條件下，不同化學(xué)反應(yīng)的速率不同，主要是內(nèi)因—活化能大小不同所致，活化能小的化學(xué)反應(yīng)速率大，活化能大的化學(xué)反應(yīng)速率小?？偡磻?yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率決定于活化能大的基元反應(yīng)。(2)外因相同的化學(xué)反應(yīng)，在不同條件下，化學(xué)反應(yīng)速率不同，主要原因是外因——濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑、光照、接觸面積等因素不同所致。①濃度(c)：增大(減小)反應(yīng)物濃度→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加(減少)，活化分子百分比不變→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞頻率提高(降低)→化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。②壓強(qiáng)(p)：對(duì)于氣相反應(yīng)而言，增大(減小)壓強(qiáng)→相當(dāng)于減小(增大)容器容積→相當(dāng)于增大(減小)反應(yīng)物濃度→化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。③溫度(T)：升高(降低)溫度→活化分子百分?jǐn)?shù)增大(減小)→有效碰撞頻率提高(降低)→化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。ⅳ.催化劑的選擇性：對(duì)于在給定條件下反應(yīng)物之間能夠同時(shí)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)的情況，理想的催化劑還具有大幅度提高目標(biāo)產(chǎn)物在最終產(chǎn)物中比例的作用。ⅴ.酶催化劑的特點(diǎn)：高效性、專一性(一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解成多肽)、溫和性(反應(yīng)條件溫和、溫度升高，酶發(fā)生變性失去催化活性)。[知識(shí)拓展]活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系反應(yīng)熱為正、逆反應(yīng)活化能的差值。如圖E1是正反應(yīng)的活化能，E2是逆反應(yīng)的活化能，反應(yīng)熱ΔH＝E1－E2。高考真題演練1.[2021·廣東卷]反應(yīng)X===2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是(

)

A．a(chǎn)為c(X)隨t的變化曲線B．t1時(shí)，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2時(shí)，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)答案：D解析：由題圖知，a起始濃度最大，在整個(gè)反應(yīng)過程中濃度一直減小，所以a代表c(X)隨t的變化曲線，A說法正確；t1時(shí)，三條曲線相交，三種物質(zhì)的濃度相等，B說法正確；結(jié)合題給反應(yīng)判斷，先增加后減小的是c(Y)隨t變化的曲線，一直增大的是c(Z)隨t變化的曲線，t2時(shí)，c(Y)在減小，說明Y的消耗速率大于生成速率，C說法正確；由題圖知，t3后，只有Y和Z，X完全反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)①②可得出c(Z)＝2c0－2c(Y)，D說法錯(cuò)誤。2．[2021·河北卷]室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①M(fèi)＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1＝k1c2(M)，反應(yīng)②的速率可表示為v2＝k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖。下列說法錯(cuò)誤的是(

)

A．0～30min時(shí)間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10－3mol·L－1·min－1B．反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變C．如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大答案：A3．[2021·全國甲卷，28(2)]合成總反應(yīng)在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式Kp＝________________；②圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是______，判斷的理由是__________________________________________________________；③當(dāng)x(CH3OH)＝0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝_________，反應(yīng)條件可能為______________或_________________。b總反應(yīng)ΔH<0，升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變小33.3%5×105Pa，210℃9×105Pa，250℃4．[2021·全國乙卷，28(2)、(3)](2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)K′p＝1.0×104Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí)，測得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa，則pICl＝________kPa，反應(yīng)2ICl(g)===Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)K＝_______________________(列出計(jì)算式即可)。24.8①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。②反應(yīng)2ICl(g)===Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程______________________________________________________________________________________________________________________。大于Kp1·Kp2大于5．[2020·山東卷，14](雙選)1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步H＋進(jìn)攻1，3-丁二烯生成碳正離子()；第二步Br－進(jìn)攻碳正離子完成1，2-加成或1，4-加成。反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如圖所示。已知在0℃和40℃時(shí)，1，2-加成產(chǎn)物與1，4-加成產(chǎn)物的比例分別為70∶30和15∶85。下列說法正確的是(

)A．1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定B．與0℃相比，40℃時(shí)1，3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大C．從0℃升至40℃，1，2-加成正反應(yīng)速率增大，1，4-加成正反應(yīng)速率減小D．從0℃升至40℃，1，2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度答案：AD解析：結(jié)合圖像可知，1，4-加成產(chǎn)物的能量比1，2-加成產(chǎn)物的能量低，即1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定，A項(xiàng)正確；結(jié)合題圖和題中信息只能判斷不同溫度下1，3-丁二烯發(fā)生1，2-加成反應(yīng)和1，4-加成反應(yīng)的傾向，不能判斷1，3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度升高，1，2-加成反應(yīng)和1，4-加成反應(yīng)的正反應(yīng)速率均加快，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由0℃升溫至40℃時(shí)，1，3-丁二烯發(fā)生的反應(yīng)由以1，2-加成為主變?yōu)橐?，4-加成為主，即1，2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)題組針對(duì)練題組一

化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及速率常數(shù)1.硝基苯甲酸乙酯在OH－存在下發(fā)生水解反應(yīng)：O2NC6H4COOC2H5＋OH－?O2NC6H4COO－＋C2H5OH兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.050mol·L－1，15℃時(shí)測得O2NC6H4COOC2H5的轉(zhuǎn)化率α隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)如表所示?；卮鹣铝袉栴}：列式計(jì)算該反應(yīng)在120～180s與180～240s區(qū)間的平均反應(yīng)速率___________________、___________________；比較兩者大小可得出的結(jié)論是__________________________________________________。t/s0120180240330530600700800α/%033.041.848.858.069.070.471.071.07.3×10－5mol·L－1·s－15.8×10－5mol·L－1·s－1隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低解析：反應(yīng)過程中硝基苯甲酸乙酯濃度的變化量等于其起始濃度與轉(zhuǎn)化率的乘積，再利用求反應(yīng)速率的計(jì)算公式可求出兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率分別為7.3×10－5mol·L－1·s－1、5.8×10－5mol·L－1·s－1，由此可得出的結(jié)論是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低。2．(1)一定條件下，用NH3消除NO污染的原理為4NH3＋6NO一定條件5N2＋6H2O。不同溫度條件下，n(NH3)∶n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4∶1，3∶1，1∶3時(shí)，得到NO脫除率曲線如圖1所示：①曲線a中，NO的起始質(zhì)量濃度為6×10－4mg·m－3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該段時(shí)間內(nèi)NO的脫除率為________mg·m－3·s－1。②曲線b對(duì)應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是________。1.5×10－43∶1解析：(1)①曲線a中，NO的起始質(zhì)量濃度為6×10－4mg·m－3，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脫除率為55%，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脫除率為75%，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，則該段時(shí)間內(nèi)NO的脫除率為6×10－4mg·m－3×(0.75－0.55)÷0.8s＝1.5×10－4mg·m－3·s－1。②NH3與NO的物質(zhì)的量的比值越大，NO的脫除率越大，則n(NH3)∶n(NO)分別為4∶1，3∶1，1∶3時(shí)對(duì)應(yīng)的曲線分別為a、b、c。0.72題組二

化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素3.碳、氮化合物用途廣泛，回答下列問題：(1)炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子生成活化氧。活化氧可以快速氧化SO2，活化過程的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如圖1所示。無水條件下，一個(gè)氧分子的活化能為________，容易活化氧分子的條件是________(填“有水”或“無水”)。(2)已知在金屬催化劑M作用下以N2O為氧化劑可以氧化乙烯生成乙醛。乙烯氧化法制乙醛的催化體系中氧化還原循環(huán)如圖2所示。已知物質(zhì)與氧原子的結(jié)合力用OA表示。氧原子與N2生成N2O的結(jié)合力用OA(N2)＝167.4kJ·mol－1，氧原子與乙烯生成乙醛的結(jié)合力OA(C2H4)＝473kJ·mol—1，則可用作該反應(yīng)的催化劑的金屬M(fèi)與氧原子的結(jié)合力OA(M)的值應(yīng)滿足：_____________________________。使用該催化劑會(huì)使該反應(yīng)的活化能________(填“增大”或“減小”)。0.75eV有水167.4kJ·mol－1＜OA(M)＜473kJ·mol－1減小解析：(1)根據(jù)題圖1分析，整個(gè)反應(yīng)過程的活化能為能壘最大者，故無水條件下反應(yīng)的活化能為0.75eV；有水條件下反應(yīng)的活化能為0.57eV，所以水可以使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.75eV－0.57eV＝0.18eV。(2)氧原子與N2生成N2O的結(jié)合力為OA(N2)＝167.4kJ·mol－1，由催化劑的作用機(jī)理結(jié)合題圖2知，當(dāng)氧原子與催化劑結(jié)合力介于167.4～473kJ·mol－1時(shí)，此反應(yīng)可發(fā)生，因此可用作該反應(yīng)催化劑的金屬M(fèi)與氧原子的結(jié)合力OA(M)的值應(yīng)滿足167.4kJ·mol－1＜OA(M)＜473kJ·mol－1。催化劑會(huì)降低反應(yīng)的活化能。4．減緩全球變暖的方法之一是將CO2回收利用，科學(xué)家研究利用回收的CO2制取甲醛，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CO2(g)＋2H2(g)?HCHO(g)＋H2O(g)

ΔH。請(qǐng)回答下列問題：(1)已知：①HCHO(g)＋O2(g)?CO2(g)＋H2O(g)

ΔH1＝－480kJ·mol－1。②相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示。則ΔH＝____________?；瘜W(xué)鍵O—OH—HO—HkJ·mol－1497.3436462.8－1.9kJ·mol－1解析：(1)根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和可知，反應(yīng)O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)的ΔH2＝[(497.3＋2×436)－(4×462.8)]kJ·mol－1＝－481.9kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)，減去反應(yīng)HCHO(g)＋O2(g)?CO2(g)＋H2O(g)即可得目標(biāo)反應(yīng)CO2(g)＋2H2(g)?HCHO(g)＋H2O(g)，故ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－1.9kJ·mol－1。(2)下列措施既能提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率又能增大反應(yīng)速率的是________。a．升高溫度

b．使用催化劑c．縮小容器的容積d．?dāng)U大容器的容積c解析：(2)升高溫度反應(yīng)速率增大，但因?yàn)棣＜0，平衡逆向移動(dòng)，H2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，a不符合題意；使用高效催化劑不改變平衡轉(zhuǎn)化率，b不符合題意；縮小容器體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大，c符合題意；擴(kuò)大容器容積相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小，H2的轉(zhuǎn)化率減小，d不符合題意。時(shí)間/min0102030405060壓強(qiáng)/kPa1.080.960.880.820.800.800.800.024增大F核心知識(shí)再現(xiàn)1.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志類型及說明等速標(biāo)志v(正)＝v(逆)是化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征，對(duì)于等速標(biāo)志的理解，要注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容①用同一種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率和消耗速率相等。②用不同種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)必須符合兩個(gè)方面：a.表示兩個(gè)不同的方向；b.速率之比＝濃度的變化量之比＝物質(zhì)的量之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。濃度標(biāo)志反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn)，可逆反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量、濃度、含量、氣體的體積分?jǐn)?shù)一定時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)?；旌蠚怏w密度(ρ)標(biāo)志當(dāng)反應(yīng)物與生成物均為氣體時(shí)，在恒容條件下，無論反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等，ρ為定值，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；在恒壓條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，ρ為定值，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，ρ為定值，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。當(dāng)有非氣體物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)，對(duì)于恒容體系，ρ為定值，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志?；旌蠚怏w的壓強(qiáng)標(biāo)志因?yàn)楹闳?、恒溫條件下，氣體的物質(zhì)的量n(g)越大壓強(qiáng)p越大，則無論各成分是否均為氣體，只需考慮Δn(g)。對(duì)于Δn＝0的反應(yīng)，當(dāng)p為定值時(shí)，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；對(duì)于Δn≠0的反應(yīng)，當(dāng)p為定值時(shí)，可作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。2.平衡常數(shù)K(1)影響因素：只受溫度影響，與反應(yīng)物和生成物的濃度變化無關(guān)。溫度升高，吸熱反應(yīng)的K增大，放熱反應(yīng)的K減?。粶囟冉档?，吸熱反應(yīng)的K減小，放熱反應(yīng)的K增大。(2)K的意義①判斷反應(yīng)能否進(jìn)行完全溫度一定時(shí)，K越大，平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之，轉(zhuǎn)化率越小。一般來說K＞105時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的基本完全了。②判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向Qc為濃度商，當(dāng)Qc＞K時(shí)，反應(yīng)逆向進(jìn)行；當(dāng)Qc＝K時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；當(dāng)Qc＜K時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行。3．化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷(1)依據(jù)勒夏特列原理判斷如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如__________________等)，平衡就向能夠____________的方向移動(dòng)。當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，平衡要向________方向移動(dòng)，反之________移動(dòng)；升高反應(yīng)溫度，則平衡向著_____的方向移動(dòng)，反之向________的方向移動(dòng)；在有氣體參加或生成的可逆反應(yīng)中，當(dāng)增加壓強(qiáng)時(shí)，平衡總是向________的方向移動(dòng)，反之向________的方向移動(dòng)。濃度、壓強(qiáng)或溫度減弱這種改變正反應(yīng)逆向吸熱放熱體積縮小體積增大特別提醒：牢記幾種不能用勒夏特列原理解釋的問題。①若外界條件改變后，無論平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)或向逆反應(yīng)方向移動(dòng)都無法減弱外界條件的變化，則平衡不移動(dòng)。如對(duì)于H2(g)＋Br2(g)?2HBr(g)，由于反應(yīng)前后氣體的分子總數(shù)不變，外界壓強(qiáng)增大或減小時(shí)，平衡無論正向或逆向移動(dòng)都不能減弱壓強(qiáng)的改變，所以對(duì)于該反應(yīng)，壓強(qiáng)改變，平衡不發(fā)生移動(dòng)。②催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡。(2)根據(jù)平衡常數(shù)K與Q判斷平衡移動(dòng)方向(3)通過比較平衡破壞瞬時(shí)的正、逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小來判斷平衡移動(dòng)的方向。①若外界條件改變，引起v正＞v逆，此時(shí)正反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動(dòng)；②若外界條件改變，引起v正＜v逆，此時(shí)逆反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向(或向左)移動(dòng)；③若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v′正和v′逆仍保持相等，則化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。K與Q關(guān)系平衡移動(dòng)方向備注Q<K正向移動(dòng)弄清楚所給的量是物質(zhì)的量還是濃度；容器的體積是多少Q(mào)＝K平衡不移動(dòng)Q>K逆向移動(dòng)(4)恒溫條件下，密閉反應(yīng)體系中通入稀有氣體，平衡移動(dòng)方向的判斷條件可逆反應(yīng)特點(diǎn)平衡移動(dòng)方向轉(zhuǎn)化率變化說明升溫(降溫)正反應(yīng)吸熱正向(逆向)增大(減小)一定條件下的可逆反應(yīng)，按照方程式中的計(jì)量數(shù)比加入反應(yīng)物達(dá)平衡時(shí)，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等且為該條件下最大正反應(yīng)放熱逆向(正向)減小(增大)通過改變體積加壓(減壓)正反應(yīng)氣體分子數(shù)增加逆向(正向)減小(增大)正反應(yīng)氣體分子數(shù)減少正向(逆向)增大(減小)氣體分子數(shù)不變不移動(dòng)不變催化劑—不移動(dòng)不變增加某反應(yīng)物濃度(反應(yīng)物多種)—正向該反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小，其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大5.壓強(qiáng)對(duì)產(chǎn)物體積分?jǐn)?shù)φ的影響以可逆反應(yīng)mA(g)?nB(g)＋pC(g)為例，通過改變?nèi)萜魅莘e實(shí)現(xiàn)壓強(qiáng)的改變。(1)當(dāng)m＝n＋p時(shí)，改變壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)不變。(2)當(dāng)m＞n＋p時(shí)：改變條件移動(dòng)方向產(chǎn)物(n)n(總)φ(產(chǎn)物)增大壓強(qiáng)正向增大減小增大減小壓強(qiáng)逆向減小增大減小(3)當(dāng)m<n＋p時(shí)：改變條件移動(dòng)方向產(chǎn)物(n)n(總)φ(產(chǎn)物)增大壓強(qiáng)逆向減小減小減小減小壓強(qiáng)正向增大增大增大6.化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像綜合應(yīng)用的分析方法和答題策略(1)挖掘圖像信息書寫陌生可逆反應(yīng)方程式根據(jù)圖像中的信息先確定反應(yīng)物和生成物，然后根據(jù)圖像中各物質(zhì)的量的關(guān)系確定反應(yīng)物和生成物的計(jì)量關(guān)系。如向密閉容器中加入0.2molH2S，反應(yīng)在不同溫度下(900～1500℃)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，在此溫度區(qū)間內(nèi)，H2S分解反應(yīng)的主要化學(xué)方程式為______________________________________________________。分析：圖中縱軸表示各組分體積分?jǐn)?shù)，H2S的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，隨溫度的升高體積分?jǐn)?shù)減小的是反應(yīng)物H2S，體積分?jǐn)?shù)增大的是生成物單質(zhì)硫和H2；選擇1100℃時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，H2S的體積分?jǐn)?shù)為70%，此時(shí)生成的兩種單質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)分別為20%、10%，若將單質(zhì)硫?qū)憺椤癝”，則與氫氣的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該相等，若將單質(zhì)硫?qū)懗呻p原子分子“S2”，則氫氣的體積分?jǐn)?shù)為“S2”的兩倍，故H2S分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2S

2H2＋S2。(2)挖掘圖像信息結(jié)合速率、平衡理論準(zhǔn)確的解答一般把圖像中的信息、可逆反應(yīng)特點(diǎn)和勒夏特列原理三者結(jié)合起來進(jìn)行解答。例如25℃時(shí)，向體積為2L且?guī)в袣鈮河?jì)的恒容密閉容器中通入0.08molNO和0.04molCl2發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋Cl2(g)?2NOCl(g)

ΔH。已知：反應(yīng)起始時(shí)和平衡時(shí)溫度相同。測得反應(yīng)過程中壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖1中曲線a所示，則ΔH________(填“＞”“＜”)0；其他條件相同，僅改變某一條件時(shí)，測得壓強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖1中曲線b所示，則改變的條件是______________________________。圖2是兩位同學(xué)描繪的上述反應(yīng)平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值(lgK)與溫度(T)的變化關(guān)系圖像，其中正確的曲線是________(填“甲”或“乙”)。分析：圖1中曲線a隱藏的信息是“反應(yīng)過程中壓強(qiáng)先增大后減小最后不變”，該可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小，在恒容密閉容器中，壓強(qiáng)先增大是因?yàn)檎磻?yīng)放熱，體系溫度升高，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，恒容密閉容器中氣體分子總數(shù)減少，壓強(qiáng)減小，達(dá)到平衡后壓強(qiáng)不變，故ΔH＜0。圖1中曲線b與曲線a相比，反應(yīng)速率增大，平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，即平衡不移動(dòng)，故改變的條件是加入催化劑。該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升溫平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，lgK減小，故圖2中曲線乙正確。分析：①在密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CH3COOH(g)?2CO(g)＋2H2(g)，該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增大，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，氫氣產(chǎn)率減小，故相對(duì)于較大壓強(qiáng)，常壓下氫氣的產(chǎn)率較高且能耗低。②一段時(shí)間后，該反應(yīng)體系中溫度與氣體產(chǎn)率的關(guān)系如圖所示，約640℃之前，氫氣產(chǎn)率低于甲烷產(chǎn)率；640℃之后氫氣產(chǎn)率高于甲烷產(chǎn)率，可能的原因是隨著溫度升高，____________________________。

③保持其他條件不變，在CH3COOH中摻入一定量水蒸氣，氫氣的產(chǎn)率顯著提高而CO的產(chǎn)率下降，請(qǐng)分析原因(用化學(xué)方程式表示)________________________________________________________________________。7．利用文字信息補(bǔ)充設(shè)計(jì)坐標(biāo)圖像首先要看清縱軸、橫軸表示的物理量，結(jié)合反映特點(diǎn)和平衡移動(dòng)原理，根據(jù)題中變化量與反應(yīng)速率、物質(zhì)的量濃度、轉(zhuǎn)化率等物理量之間的變化關(guān)系，在坐標(biāo)圖中補(bǔ)充曲線，一定要注意“起點(diǎn)、變化趨勢、終點(diǎn)”。如圖1是反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)

ΔH<0中CO和CO2的濃度隨時(shí)間發(fā)生變化的曲線。若t4時(shí)刻通過改變?nèi)莘e的方法將壓強(qiáng)增大為原來的2倍，在圖2中t4～t5區(qū)間內(nèi)畫出CO、CO2的濃度變化曲線，并標(biāo)明物質(zhì)(假設(shè)各物質(zhì)的狀態(tài)均保持不變)。高考真題演練

1．[2021·湖南卷](雙選)已知：A(g)＋2B(g)?3C(g)

ΔH<0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時(shí)改變某一條件，t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是(

)A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．t2時(shí)改變的條件：向容器中加入CC．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)D．平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ)答案：BC解析：該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的總物質(zhì)的量始終不變，總壓強(qiáng)始終不變，A錯(cuò)誤；t2時(shí)，設(shè)向容器中加入3molC，正反應(yīng)速率逐漸增大，達(dá)到新的平衡后保持不變，變化情況與圖像相符，B正確；t2時(shí)，設(shè)向容器中加入3molC，相當(dāng)于加入1molA和2molB，則狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于起始投料為2molA和5molB，若是投料為2molA和6molB與狀態(tài)Ⅰ等效，即狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于減少了B的投料，平衡逆向移動(dòng)，A的體積分?jǐn)?shù)變大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正確；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D錯(cuò)誤。答案：D3．[2020·浙江7月選考，20]一定條件下：2NO2(g)?N2O4(g)

ΔH＜0。在測定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，下列條件中，測定結(jié)果誤差最小的是(

)A．溫度0℃、壓強(qiáng)50kPaB．溫度130℃、壓強(qiáng)300kPaC．溫度25℃、壓強(qiáng)100kPaD．溫度130℃、壓強(qiáng)50kPa答案：D解析：測定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，要使平衡逆向移動(dòng)，且逆向移動(dòng)的程度越大，測定結(jié)果的誤差越小。該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，因此溫度越高、壓強(qiáng)越小時(shí)，平衡逆向移動(dòng)的程度越大，故選D。2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝－351kJ·mol－1解析：(1)V2O5和SO2反應(yīng)生成VOSO4和V2O4的化學(xué)方程式為2V2O5＋2SO2===2VOSO4＋V2O4。由題圖(a)可得以下兩個(gè)熱化學(xué)方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)

ΔH1＝－399kJ·mol－1，②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)

ΔH2＝－24kJ·mol－1，將①－2×②可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝－351kJ·mol－1。(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的α＝________，判斷的依據(jù)是________________________________________________________________。

影響α的因素有____________________________________。0.975

該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強(qiáng)，α提高。5.0MPa>2.5MPa＝p2，所以p1＝5.0MPa溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)解析：(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率變大，故在相同溫度下，壓強(qiáng)越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，則p1＝5.0MPa，由題圖可知在550℃、5.0MPa時(shí)，α＝0.975；由該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)可知，影響α的因素有壓強(qiáng)、溫度和反應(yīng)物的起始濃度等。(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強(qiáng)為____________

，平衡常數(shù)Kp＝_____________________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí)，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。t<tm時(shí)，k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；t>tm后，k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低5．[2020·全國卷Ⅲ]二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝________。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則n(C2H4)________(填“變大”“變小”或“不變”)。1∶4變大解析：(1)由題意知二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成乙烯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2＋6H2?CH2===CH2＋4H2O，n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4；此反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向(正反應(yīng)方向)移動(dòng)，n(C2H4)變大。(2)理論計(jì)算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強(qiáng)為0.1MPa，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是____、____。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K，0.39)，計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________________________(MPa)－3(列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)____________________。dc小于選擇合適催化劑等AE解析：(1)①恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)，是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；當(dāng)v正(N2O4)＝2v逆(NO2)時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不相等，未達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；溫度保持不變時(shí)，K始終保持不變，不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)，C錯(cuò)誤；因?yàn)槭窃诤闳菝荛]容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，密度也保持不變，故不能依此判定是否達(dá)到平衡，D錯(cuò)誤；二氧化氮為紅棕色，四氧化二氮為無色，可以依據(jù)顏色不變判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，E正確。②t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p，N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp＝________[對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p為平衡總壓強(qiáng)，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]。③反應(yīng)溫度T1時(shí)，c(N2O4)隨t(時(shí)間)變化曲線如圖1，畫出0～t2時(shí)段，c(NO2)隨t變化曲線。保持其他條件不變，改變反應(yīng)溫度為T2(T2>T1)，再次畫出0～t2時(shí)段，c(NO2)隨t變化趨勢的曲線。(2)NO氧化反應(yīng)：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過程能量變化示意圖如圖2。Ⅰ.2NO(g)?N2O2(g)

ΔH1Ⅱ.N2O2(g)＋O2(g)===2NO2(g)

ΔH2①?zèng)Q定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。Ⅱ解析：(2)①由題圖2知，反應(yīng)Ⅱ的活化能比反應(yīng)Ⅰ的大，反應(yīng)Ⅱ是慢反應(yīng)，因此反應(yīng)Ⅱ決定NO氧化反應(yīng)速率。②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體，保持其他條件不變，控制反應(yīng)溫度分別為T3和T4(T4>T3)，測得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線如圖3。

轉(zhuǎn)化相同量的NO，在溫度________(填“T3”或“T4”)下消耗的時(shí)間較長，試結(jié)合反應(yīng)過程能量圖(圖2)分析其原因_____________________________________________________________________________________。T4ΔH1<0，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)減??；濃度降低的影響大于溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響解析：(2)②由題圖3可以看出，T4時(shí)反應(yīng)速率較慢，轉(zhuǎn)化相同量的NO消耗時(shí)間較長。由題圖2可以看出，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ均為放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆移，N2O2(g)的物質(zhì)的量濃度減??；N2O2(g)的物質(zhì)的量濃度降低對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響大于溫度升高對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響?？键c(diǎn)題組針對(duì)練題組一

可逆反應(yīng)特點(diǎn)及化學(xué)平衡狀態(tài)的判定1.已知298K時(shí)，2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)

ΔH＝－197kJ·mol－1，在相同溫度下，向密閉容器中通入2molSO2和1molO2，達(dá)到平衡時(shí)放出熱量Q1；向另一體積相同的密閉容器中通入1molSO2和1molO2，達(dá)到平衡時(shí)放出熱量Q2。則下列關(guān)系正確的是(

)A．2Q2＝Q1

B．2Q2＜Q1C．Q2＜Q1＜197kJD．Q2＝Q1＜197kJ答案：C解析：反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)

ΔH＝－197kJ·mol－1，由熱化學(xué)方程式可知，加入2molSO2和1molO2，生成SO3的量小于2mol，所以Q1＜197kJ，1molSO2和1molO2相當(dāng)于在2molSO2和1molO2達(dá)到平衡的基礎(chǔ)上，減少反應(yīng)物的濃度，平衡逆向移動(dòng)，即Q2＜Q1，綜上：Q2＜Q1＜197kJ，故選C。2．(1)一定條件下，將n(CO2)∶n(H2)＝1∶2的混合氣體充入恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋2H2(g)?HCHO(g)＋H2O(g)。下列說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填標(biāo)號(hào)，下同)。a．容器內(nèi)氣體密度保持不變b．H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)保持不變c．該反應(yīng)的平衡常數(shù)保持不變d．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變(2)CuBr2分解的熱化學(xué)方程式為2CuBr2(s)?2CuBr(s)＋Br2(g)

ΔH＝＋105.4kJ·mol－1。在密閉容器中加熱分解過量的CuBr2，平衡時(shí)p0(Br2)為4.66×103Pa?；卮鹣铝袉栴}：①若反應(yīng)體系的體積不變，提高反應(yīng)溫度，則p(Br2)將會(huì)________(填“增大”“不變”或“減小”)。②若反應(yīng)溫度不變，將反應(yīng)體系的體積增加一倍，達(dá)到平衡的過程中，p(Br2)的變化范圍是________________________________。bd增大2.33×103Pa≤p(Br2)≤4.66×103Pa3．在一定條件下，可逆反應(yīng)2NO2(g)?N2O4(g)

ΔH＜0達(dá)到平衡，當(dāng)分別改變下列條件時(shí)，請(qǐng)回答下列問題：(1)保持容器容積不變，通入一定量NO2，則達(dá)到平衡時(shí)NO2的百分含量_______(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；保持容