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【文档说明】【精准解析】2021高考化学（江苏专用）突破特训：专题7专题讲座四常考速率、平衡图像识图策略【高考】.docx，共(14)页，1.175 MB，由小赞的店铺上传
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专题讲座四常考速率、平衡图像识图策略一、常规图像分类突破1．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图像图像分析结论t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小
；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t1时v′逆突然减小，v′正逐
渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度(3)利用图像“断点”判断影响速率的外因图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为放热的反应正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应应用体验
在一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3ΔH＜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～t1B．t1～
t2C．t2～t3D．t3～t4E．t4～t5F．t5～t6(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________。(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～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6(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。答案(1)ACDF(2)CEB(3)A(4)解析(1)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)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)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NH
3的百分含量最高。(4)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．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)3．恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，若T1>T2，则正反应为放热反
应。4．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(如下图)。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。应用体验1．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)。根据以上规律判断，下列结论正确的是()A．反应Ⅰ：ΔH>0，p2>p1
B．反应Ⅱ：ΔH<0，T1<T2C．反应Ⅲ：ΔH>0，T2>T1或ΔH<0，T2<T1D．反应Ⅳ：ΔH<0，T2>T1答案C2．在容积均为1L的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1molCO，控制在不同温度下发生反应Fe(s
)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)，当反应进行到5min时，测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是()A．反应进行到5min时，b容器中v正＝v逆B．正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K
(T2)C．b中v正大于a中v逆D．反应达到平衡时，CO的转化率：b>c>a答案C3．在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系
如图，下列有关说法不正确的是()A．上述反应的ΔH<0B．压强：p4>p3>p2>p1C．1100℃时该反应的平衡常数约为1.64D．压强为p4时，在y点：v正>v逆答案A解析p1、p2、p3、p4是四条等压线，由图像可知，压强一定时，温度越高，
CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越高，甲烷的平衡转化率越小，故压强p4>p3>p2>p1，B项正确；压强为p4、温度为1100℃时，甲烷的平衡转化率为80
.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02mol·L－1，c(CO2)＝0.02mol·L－1，c(CO)＝0.16mol·L－1，c(H2)＝0.16mol·L－1，即平衡常数K＝0.162×0.1620.02×0.02≈1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平
衡，此时v正>v逆，D项正确。二、复杂化学平衡图像分类突破【题型特点】化学平衡图像题，除以常规图像形式(如c—t图、含量—时间—温度图、含量—时间—压强图、恒压线图、恒温线图等)考虑平衡知识外，又出现了很多新型图像。这些
图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。图像形式看似更加难辨，所涉问题看似更加复杂，但只要仔细分析，抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点)、看清横坐标、纵坐标代
表的条件、弄清曲线的变化趋势，即可将复杂图像转化为常规图像。进而运用化学平衡知识进行解答即可。1．转化率—投料比—温度图像[例1]将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)催化剂CH3OCH3(g)＋3H2
O(g)已知在压强为aMPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下图：此反应__________(填“放热”或“吸热”)；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析当投料比一定
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。平衡常数只与温度有关，不随投料比的变化而变化。答案放热不变2．根据图像判断投料比[例2]采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu—Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。主反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH
3(g)＋H2O(g)副反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。则催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为________时最有利于二甲醚的合成。解析由图可知当催化剂中n(Mn)/n(Cu)约
为2.0时，CO的转化率最大，生成的二甲醚最多。答案2.03．废物回收及污染处理图像[例3](1)一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为2CO(g)＋SO2(g)催化剂2CO2(g)＋S(l
)ΔH＝－270kJ·mol－1①其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是_____________________
___________________________________________________________________________________________________________________________。②某科研小组用Fe
2O3作催化剂。在380℃时，分别研究了[n(CO)∶n(SO2)]为1∶1、3∶1时SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO)∶n(SO2)＝3∶1的变化曲线为__________。(2)目前，科学家正在研
究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如图3，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：______________。②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____________________________
_。(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以AgZSM5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图5所示。若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是_
____；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制的最佳温度在________左右。答案(1)①Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源②a(2)①6NO＋3O2＋2C2H4催化剂
3N2＋4CO2＋4H2O②350℃、负载率3.0%(3)NO分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行870K1．臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行，相
关图像如下，其中对应分析结论正确的是()AB平衡后升温，NO2含量降低0～2s内，v(O3)＝0.2mol·L－1·s－1CDv正：b点>a点b点：v逆>v正恒温，t1时再充入O3答案C解析由图可知该反应为放热反应，平衡后升高温度，NO2含量升高，A项错误；0～2s内，v(O3)＝0.1
mol·L－1·s－1，B项错误；NO2含量相同时，升高温度，速率增大，v正：b点>a点，b点反应逆向进行，故v逆>v正，C项正确；t1时再充入O3，平衡正向移动，v正＞v逆，D项错误。2．在恒容密闭容器中进行反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)ΔH。在某压强
下起始时按不同氢碳比n(H2)n(CO2)投料(如图中曲线①②③)，测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示，下列有关说法正确的是()A．该反应的ΔH>0B．氢碳比：①<②<③C．其他条件不变的情况下，增大容器的体积可提高CO2的转化率
D．若起始CO2的浓度为2mol·L－1、H2为4mol·L－1，在图中曲线③氢碳比条件下进行，则400K时该反应的平衡常数数值约为1.7答案D解析根据图像可知，在氢碳比相等的条件下，随着温度的升高，CO2的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆
反应方向移动，因此正反应是放热反应，ΔH<0，A错误；氢碳比越大，CO2的转化率越高，根据图像可知，在温度相等的条件下，CO2的转化率：①>②>③，则氢碳比：①>②>③，B错误；正反应是气体体积减小的反应，因此其他条件不变的
情况下，缩小容器的体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，可提高CO2的转化率，C错误；根据图像可知，400K时曲线③中CO2的转化率是50%，这说明消耗CO21mol·L－1，则消耗氢气3mol·L－1，生成乙醇和
水蒸气分别是0.5mol·L－1、1.5mol·L－1，剩余CO2和氢气分别是1mol·L－1、1mol·L－1，该温度下平衡常数K＝0.5×1.5312×16≈1.7，D正确。3．治理SO2、CO、
NOx污染是化学工作者研究的重要课题。Ⅰ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β
型)催化时，CO的转化率与温度的关系。(1)a、b、c、d四点中，达到平衡状态的是________。(2)已知c点时容器中O2浓度为0.02mol·L－1，则50℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数
K＝________(用含x的代数式表示)。(3)下列关于图甲的说法正确的是________(填字母)。A．CO转化反应的平衡常数K(b)＜K(c)B．在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大C．b
点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最大D．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性Ⅱ.某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下，将模拟尾气(成分如表所示)以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结
果如图乙所示。模拟尾气气体(10mol)碳烟NOO2He物质的量/mol0.0250.59.475n(4)375℃时，测得排出的气体中含0.45molO2和0.0525molCO2，则Y的化学式为________。(5)实验过程中采用NO模拟NOx，而不采用NO2的原因是________
_________。答案(1)bcd(2)50x2(1－x)2(3)BD(4)N2O(5)由于存在反应2NO2N2O4，会导致一定的分析误差解析(1)可逆反应达到平衡状态时，转化率为最大转化率，因此使用同质量的不同混凝土催化时，b、c对应
的转化率最大，反应达到平衡，升高温度，平衡左移，一氧化碳的转化率减小，所以d点也为对应温度下的平衡状态。(2)假设一氧化碳的起始浓度为amol·L－1，其转化率为x，则2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)起始浓度/mol·L－1a0变化浓度/mol·L－1axax平衡浓度/m
ol·L－1a－ax0.02ax平衡常数K＝c2(CO2)c2(CO)·c(O2)＝(ax)2(a－ax)2×0.02＝50x2(1－x)2。(3)该反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，A错误；由图可知，在均未达到平衡状态时，同温
下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大，B正确；反应物的浓度越大，分子之间发生有效碰撞的几率越大，b点为达到平衡状态的点，一氧化碳的转化率最大，剩余物质的浓度最小，有效碰撞几率不是最大的，C错误；温度太高，催化剂可能会失去活性，催化能力下降，D正确。(
4)模拟尾气中一氧化氮的物质的量为0.025mol,375℃时参与反应生成X和Y的一氧化氮的物质的量为0.025mol×(8%＋16%)＝0.006mol，模拟尾气中O2的物质的量为0.5mol，测得排出的气体中含0.45molO2，说明实际参与反应的氧气的物质的量为0.
05mol，同时测得含有0.0525molCO2，根据氧原子守恒可以知道一氧化二氮的物质的量为0.05mol×2＋0.006mol－0.0525mol×2＝0.001mol，根据氮原子守恒可以知道氮气的物质的量为
0.006－0.001×22mol＝0.002mol，所以16%对应的是氮气而8%对应的是一氧化二氮。4．Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH＞0在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系
如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_________________________________
_______________________________________。(2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为______(以K和k正表示)。若k正＝0.0027min－1，在t＝40mi
n时，v正＝________min－1。(3)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______________(填字母)。答案(1)0.108×0.1080.7842(2)k正/K1.95×10－3(
3)A、E解析(1)2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)＝0.784，则x(H2)＝x(I2)＝0.108，K＝c(H2)·c(I2)c2(HI)＝0.108V×0.108V(0.784V)2＝0.108×0.1080.7842。(2)到达平衡
时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正·x2(HI)x(H2)x(I2)＝k正/K。在t＝40min时，x(HI)＝0.85，v正＝k正x2(HI)＝0.0027min－1×(0.85)2≈1.9
5×10－3min－1。(3)原平衡时，x(HI)为0.784，x(H2)为0.108，二者在图中的纵坐标均约为1.6(因为平衡时v正＝v逆)，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面，升高温度，平衡
向正反应方向移动，x(HI)减小(A点符合)，x(H2)增大(E点符合)。获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com
