2024届高三化学高考备考一轮复习：化学反应速率与平衡的图像解答策略课件

平衡逆向移动
(2)温度、压强改变(有断点)
平衡向吸热方向移动
平衡向气体体积减小方向移动
(3)加催化剂或等体积反应的改变压强
2．全程速率—时间图(ΔH<0) 原因解释：AB段(v增大)，因为反应放热，随反应的进行，温度逐 渐升高，反应速率逐渐增大；BC段(v减小)，因为随反应的进行， 反应物浓度减小。
(3)对于化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)，右图 L 线上所有的点都是 平衡点。左上方(E 点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的 A%， E 点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E 点 v 正>v 逆； 则右下方(F 点)v 正<v 逆。
2．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g) xC(g)符合图Ⅰ所示 关系，φ(C)表示 C 气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列 关于图Ⅱ的说法不正确的是 ( )
(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A 的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应 物与生成物气体物质间的化学计量数的大小关系。如乙中同一温度 下任取两条压强曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正 反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。 (2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断 平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法， 在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反 应。
[答案] (1)< (2)Kb>Kc>Kd (3)T3～T4区间，化学反应已达到平 衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，不 利于CO2的捕获
生产、科技中的特定测定图像 生产、科技中的特定测定图像充分体现了化学知识的“学以致用” 的社会责任的化学素养。是高考命题专家特别关注的命题点。图像 涉及的信息非常的多。如温度、压强、转化率、百分含量、反应速 率、产率、选择性、投料比、脱除率等。分析时要注意这些物理量 的含义。
A．p3>p4，y轴表示A的转化率 B．p3>p4，y轴表示B的转化率 C．p3>p4，y轴表示B的质量分数 D．p3>p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量
C
3．纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝a kJ·mol－1。
(1)按nnCHO2＝2 投料比将 H2 与 CO 充入 V L 恒容密闭容器中，在一 定条件下发生反应，测定 CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如 图所示。则 a________(填“>”或“<”)0；压强 p1、p2、p3 由小到大的关 系是________。
[答案] (1)< p3<p2<p1 (2)4.17 (3)>
反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 对于化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M 点前，表示化学反应从反应物开始，则 v 正>v 逆，未达平衡；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%增 大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH<0。
(2)在温度为T1 ℃时，向某恒容密闭容器中充入H2和CO发生上述反 应，起始时c(H2)＝c(CO)＝2.0 mol·L－1。达到平衡时，CO的转化 率为图中的M点对应的转化率，则在该温度下，对应的N点的平衡 常数为________(保留3位有效数字)。 (3)p3压强下，Q点对应的v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为 放热反应。 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应 为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正 反应为气体体积增大的反应。
2．恒温线或恒压线图像 [以反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)中反应物 A 的转化率 αA 为例说明]
4．用(NH4)2CO3 捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CNH4)2CO3 溶液置于密闭容器中，并充入一定量的 CO2 气 体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时 间测得 CO2 气体浓度，得到趋势图。
3．速率—温度或压强图像 曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的 变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强或温度增大，正 反应速率增大得快，平衡正向移动。
1．(2022·合肥调研)向绝热恒容密闭容器中通入 SO2 和 NO2，一定 条件下发生反应：SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)，反应过程中正 反应速率随时间的变化关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
[答案] (1)－122.54 (2)①反应ⅰ、ⅱ都是放热反应，而反应ⅲ是 吸热反应，当温度超过290 ℃时，反应ⅲ的平衡正向移动，被促进 成为主要反应，CO2转化率增大 增大压强(或使用合适的催化剂) ②0.622%
则催化剂中nnMCun约为________时最有利于二甲醚的合成。 [答案] 2.0
6．汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可 有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝： 4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)催化剂4N2(g)＋6H2O(g) ΔH<0
根据图中所示判断提高脱硝效率的最佳条件是__________________ _______________________________________________________； 氨氮比一定时，在400 ℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是 _______________________________________________________。 [答案] 氨氮物质的量之比为1，温度为400 ℃ 在400 ℃时催化剂 的活性最好，催化效率最高，同时400 ℃温度较高，反应速率快
化学反应速率与平衡的图像解答策略
1.掌握反应速率与化学平衡的有关图像分析方法。
2.掌握外界条件(温度、压强、催化剂、浓度、组成比等)对速率、 平衡的图像影响。
3.学会分析生产、科技中特定测定图像的分析方法。
图像试题的一般解题思路
速率图像 1．瞬时速率图像 (1)浓度改变(无断点)
平衡正向移动
(1)c 点 的 逆 反 应 速 率 和 d 点 的 正 反 应 速 率 的 大 小 关 系 为 v 逆 (c) ________v正(d)(填“>”“＝”或“<”，下同)。 (2)b 、 c 、 d 三 点 的 平 衡 常 数 Kb 、 Kc 、 Kd 从 大 到 小 的 顺 序 为 ______________。 (3)T3～T4温度区间，容器内CO2气体浓度呈现增大的变化趋势，其 原因是________________________________________________。
(1)2CO2(g) ＋ 6H2(g) kJ·mol－1。
CH3OCH3(g) ＋ 3H2O(g) 的 ΔH ＝ ________
(2)在压强为 3.0 MPa、nnCHO22＝4 条件下，CO2 的平衡转化率和产物 的选择性与温度的关系如图所示(选择性是指生成某物质消耗的 CO2 占 CO2 消耗总量的百分比)。
涉及物质选择性的图像分析
7．(2022·淄博模拟)以CO2为原料加氢合成二甲醚、甲醇有利于促 进实现“碳中和”。在二氧化碳加氢制取二甲醚的合成塔中发生以
下3个反应： ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.01 kJ·mol－1 ⅱ.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24.52 kJ·mol－1 ⅲ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.17 kJ·mol－1
涉及投料比的条件选择图像分析
5．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)
CH3OCH3(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。
(1)“先拐先平，数值大”原则 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。如图 甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图 乙中p1>p2。 ③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间 短。如图丙中a使用催化剂。
A．该反应在c点时达到平衡状态 B．SO2的浓度：a<b C．反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 D．若Δt1＝Δt2，则正反应SO2的消耗量：ab段<bc段 D
常规平衡图像 1．转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的 关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物 质间的化学计量数的关系。 [以 mA(g)＋nB(g) pC(g)中反应物 A 的转化率 αA 为例说明]
①当温度超过290 ℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因 是______________________________________________________。 除改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为____________(写一 种即可)。 ②根据图中的数据，300 ℃时上述反应达到平衡，CH3OCH3的物 质的量分数为________(保留三位有效数字)。