热点题型8 化学反应速率与化学平衡图像题
——变化观念与平衡思想
突破一 利用速率-时间图像的“断点”探究外因对化学反应速率和化学平衡的影响
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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做出判断。
2.速率-时间图像
(1)改变反应物的浓度(无断点)
(2)改变生成物的浓度(无断点)
(3)改变气体体系的压强(有断点)
①对于正反应方向为气体体积增大(或减小)的反应
②对于反应前后气体体积不变的反应
(4)改变温度(有断点)
对于正反应放热(或吸热)的反应
(5)加催化剂(有断点)
(1)条件增强,曲线在原图像的上方;条件减弱,曲线在原图像的下方。
(2)浓度改变时,图像曲线一条无断点,一条有断点;其他条件改变时,图像曲线均有断点。
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1.对于反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0已达平衡,如果其他条件不变时,分
别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生影响,下列条件与图像不相符的是(O ~t1:v正=v逆;t1时改变条件,t2时重新建立平衡)( )
解析:选C。分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度,v正瞬间增大,v逆瞬间不变,A正确;增大压强,v正、v逆都瞬间增大,v正增大的倍数大于v逆,B正确;升高温度,v正、v逆都瞬间增大,速率曲线是不连续的,C错误;加入催化剂,v正、v逆同时同倍数增大,D正确。
2.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~t2 C.t2~t3 D.t3~t4 E.t4~t5 F.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~t1 C.t3~t4
B.t2~t3 D.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。
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逆增大得更多,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升高温度。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,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NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3,v逆瞬间减小,然后逐渐增大,而v正在原来基础上逐渐减小,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。
答案:(1)ACDF (2)C E B (3)A
(4)
突破二 常规图像分类突破
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1.图像类型 (1)浓度-时间 如A(g)+B(g)
AB(g)
(2)含量-时间-温度(压强)
(C%指某产物的气体体积分数,B%指某反应物的气体体积分数)
(3)恒压(或恒温)线
(α表示某反应物的转化率,
表示某反应物的气体体积分数)
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,则正反应为气体体积增大的反应,ΔH<0。 (4)几种特殊图像
①如下图,对于化学反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),M点前,表示化学反应从
反应物开始,则v正>v逆;M点为刚达到的平衡点;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如下图,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。
L线左上方的点(E点),A的百分含量大于此压强时平衡体系中的A的百分含量,所以,E点v正>v逆;则L线右下方的点(F点),v正 2.解题步骤 3.解题技巧 (1)先拐先平 在含量(转化率)-时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (2)定一议二 当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要做辅助线。 (3)三步分析法 一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。 [热点精练]
2021版新高考化学(人教版)一轮复习热点题型8 化学反应速率与化学平衡图像题
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