1、 一、化学反应速率图像一、化学反应速率图像(v-t图图) 某密闭容器中发生如下反应：X(g)Y(g) 2Z(g) H0。如图表示该反应的 速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各 物质的初始加入量。下列说法中正确的是 ( ) At2时一定加入了催化剂 Bt3时减小了压强 Ct5时可能升高了温度 Dt4t5转化率最低 C 提示：A项，由图可知，t2时刻改变条件，正、逆反应速率增大且相等，若增大 压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，错误；B项，若减小压强， 平衡不发生移动，t3时刻改变条件，正、逆反应速率均减小，且正反应速率大于 逆反应速
2、率，与图像不符，错误；C项，t5时刻改变条件，正、逆反应速率均增 大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图像符合， 正确；D项，催化剂对平衡移动无影响，t3t4平衡逆向移动，转化率减小，t5 t6平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5t6转化率比t4t5转化率低，错误。 图像中，v(正)突变，而v(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v(正) v(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，使v(正)突变，平衡正向移动。 图像中，v(正)渐变，v(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v(正)v(逆)， 说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v
3、(逆)突变，平衡正向移动。 1“渐变渐变”类类v-t图图浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响 归纳总结归纳总结 图像中，v(正)、v(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v(正)v(逆)， 平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是吸热反应(或气体总体积减小的反应)，改变的 外界条件是升高温度(或增大压强)。 图像中，v(正)、v(逆)都是突然变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v(正)v(逆)， 平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应(或气体总体积增大的反应)，改变的 条件是降低温度(或减小压强)。 2“断点“断点”类类v-t图图温度温度(或压强或压强
4、)对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响 图像中v(正)、v(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了 “平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂，也可能是对 反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强。 3“平台平台”类类v-t图图催化剂催化剂(或压强或压强)对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响 名师点拨名师点拨 解答解答“v-t”图像的技巧与方法图像的技巧与方法 (1)抓住“图像的断点”突破：即由图像中条件改变的瞬间，正、逆反应速率的变化情况 进行分析；若均增大或均减小，一般为温度、压强和催化剂；若正、逆反应只有一个 速率改变，则改变的条件为浓度。
5、 (2)抓住“图像的连续点”突破：通过改变条件的瞬间过后，正、逆反应速率的继续变化， 可以确定平衡移动的方向。 (3)抓住“图像的对称性”突破：一般速率时间图像中，平衡移动时正、逆反应速率的 变化情况为一增一减，且呈对称图形，所以如果图中只提供正、逆反应速率中的一种 变化情况，则可根据对称性，确定另外一方的变化情况。 二二、化学平衡图像化学平衡图像 CO2是重要的工业原料，充分利用CO2，既可以解决环境问题，又可以解决资源问 题。回答下列问题： (1)工业上常以CO2和H2为原料合成乙醇，某实验小组将CO2(g)和H2(g)按物质的量 之比为13的比例置于一恒容密闭容器中发生反应：2CO2(g
6、)6H2(g) C2H5OH(g) 3H2O(g) Hb kJ mol1。在相同时间内，容器中CO2的浓度随温 度(T)的变化如图1所示，上述反应的pK(pKlg K)随温度(T)的变化如图2所示。 由图 1 可知，b_(填“”“”或“”)0。 提示：根据题图1可知当温度低于T3 K时，随温度升高，CO2的浓度减小，而温度高于T3 K 时，随温度升高，CO2的浓度增大，说明相同时间内温度低于T3 K时反应没有达到平衡， 温度等于T3 K时，反应达到平衡，而温度高于T3 K时，随着温度升高，平衡逆向移动， CO2的浓度增大，所以该反应的正反应为放热反应，b0。 在T1T2 K及T4T5 K两个温
7、度区间内，容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的 变化趋势，其原因是_。 提示：T1T2 K，反应未达到平衡，温度越高，反应速率越大，所以CO2的浓度随温度 的升高而减小；T3 K后曲线上的点对应的反应均达到平衡，该反应的正反应是放热反应， 温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大。 图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是_(填“v1”“v2”或“v3”)； 要进一步提高H2(g)的转化率，可采取的措施有_(任答一条)。 提示：温度越高反应速率越大，所以逆反应速率最大的是v3。提高CO2的浓度或及时移出 生成物，平衡都正向移动，氢气的转化率增大；该反应的正
8、反应为放热反应，适当降低 温度也可以提高氢气的转化率。 图2中当温度为T1 K时，对应的pK为A点纵坐标，则B、C、D、E四点中表示错 误的是_。 提示：该反应的正反应为放热反应，所以温度越高，化学平衡常数越小，则pK越大，所 以B、E点表示错误。 (2)在刚性容器中发生反应CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g) H247 kJ mol1， 当投料比 n(CH4) n(CO2)1.0时，CO2的平衡转化率()与温度(T)、初始压强(p)的关系如图3所示。 压强p1_(填“”“”或“”)2 MPa，理由是_。 提示：已知CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g)的正反应为气体
9、分子数增大的反应，在恒 温条件下，减小压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，即压强p12 MPa。 当温度为T3 K、压强为p1时，a点的v正_(填“”“”或“”)v逆。 提示：当温度为T3 K、压强为p1时，a点对应的CO2的转化率较相同条件下CO2的平衡转 化率小，说明此时反应正向进行，即v正v逆。 归纳总结归纳总结 化学平衡图像的类型及解题原则化学平衡图像的类型及解题原则 (1)百分含量(或转化率)时间温度(或压强)图像 图像展示 解题原则“先拐先平数值大” 在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度 较高(如图中T2T1)、压强较大(如图中p2p1
10、)或使用了催化剂(如图中a使用了催化 剂)。 .表示T2T1，温度升高，生成物的百分含量降低，说明正反应是放热反应，温度升高， 平衡逆向移动。 .表示p2p1，压强增大，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压 强增大，平衡逆向移动。 .生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率：ab，故a使用了催 化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 (2)百分含量(或转化率)压强温度图像 图像展示 解题原则“定一议二” 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是 确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如
11、图中确定压强为105 Pa或 107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反 应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C 的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明 正反应是气体总体积减小的反应。 1在恒容密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，某小组研究了 在其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是 ( ) A图表示的是t1时刻降温对反应速率的影响 B图表示的是t1时刻撤去催化剂V2O5后对反应速率的影响 C图可以表示催化剂对化学平衡的影响，且乙的催化效
12、率比甲高 D图表示的是压强对化学平衡的影响，且A表示的是SO2的转化率 巩固练习巩固练习 B 【解析】升高温度时，v正和v逆都增大，A错误；图中正、逆反应速率同等程度 的减小，符合撤去催化剂对反应速度的影响，B正确；催化剂不改变平衡移动， C错误；乙先达到平衡，根据“先拐先平，数值大”的方法，所以乙压强大，增大 压强，二氧化硫的转化率应增大，转化率与图像不符合，D错误。 2可逆反应aX2Y(g) 2Z(g)在一定条件下达到平衡后，t1和t2时各改变某一种 外界条件，化学反应速率(v)时间(t)图像如图。 则下列说法中正确的是 ( ) A若X是固体，则t1时一定是增大了压强 B若X是气体，则t2
13、时不可能是减小压强 C若X是固体，则t1时可能是增大了X的质量 D若t2时采用了降温措施，则该反应的正反应的H0 B 【解析】A项，若X为固体，增大压强，平衡不移动，若使用催化剂，平衡也 不移动，错误；B项，若X为气体，t2时正、逆反应速率都减小，不可能是减小 压强，因为减小压强，平衡逆向移动，而图像中是正向移动，正确；C项，若 X为固体，t1时若增大了X的量，平衡不移动，反应速率不变，错误；D项，t2 时若采用降温，正、逆反应速率都减小，平衡正向移动，说明正反应为放热反 应，H小于0，错误。 3已知某可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同 反应时间t下，温度
14、T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线， 下列判断正确的是 ( ) AT1p2、mnp，放热反应 BT1T2、p1p，吸热反应 CT1p2、mnT2、p1p2、mnT2；由题图知温度越高，B的体积分数越小，即平衡 正向移动，因升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应；当温度 相同时，可以比较压强的大小，即比较曲线、，根据“先拐先平数值大”的 原则可知p1p2；由题图知压强越大，B的体积分数越大，即平衡逆向移动，因 增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，故mnT2，该反应为吸热反应，p1p2，mnp，故D正确。 4对于可逆反应：A2(g)3B2(g) 2AB3(g) H0，下列描述平衡移动的图 像正确的是 ( ) D 【解析】温度越高，反应速率越大，达到平衡所需时间越少，则当温度为500 时达到平衡所需时间小于100 ，应先出现平台，故A错误；使用催化剂，反应 速率增大，但平衡不移动，A2的转化率不变，故B错误；升高温度，正、逆反应 速率均增大，故C错误；该反应为气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压 强，平衡均会向正反应方向移动，AB3的体积分数增大，故D正确。
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