高考化学二轮复习微专题4陌生平衡图像的理解与分析
高考化学复习-化学平衡图像问题详解
高考化学复习-化学平衡图像问题详解在教辅资料或模拟题中经常会出现下列经典图像对于化学反应mA(g)＋nB(g)＝pC(g)＋qD(g)图1 图2设置的问题及解释如下：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。
思考M点一定就是平衡点吗？M点后一定是平衡移动吗？先来看几道高考题：1、（2019江苏）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。
下列说法正确的是A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【思考】最高点是平衡点吗？分析实线和虚线变化的原因是什么？从题目信息可以看出，最高点不是平衡点，相同时间，转化率减低，可能是催化剂降低活性（注意区别失活与减低活性）【答案】BD【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO 转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.根据上述分析，X 点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确；故选BD。
2020届高考化学二轮备考专题辅导与测试：关于化学平衡的图像、图表题分析【要点透析、提升训练】
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根
(4)恒压(温)线(如图 3 所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓 度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类 型如下所示：
(2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物(或生成物)
的平衡移动问题：
对于 aA(g)
bB(g)＋cC(g)或 bB(g)＋cC(g)
aA(g)，当 T、p 不变时，加入 A 气体，平衡移动的最终结果与原平衡
等效，相当于平衡不移动；而加入 B 或 C，则平衡的移动由浓度决定。
【提升训练】 1．下列四图中，曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d 均大于 0)相对应的是
中反应 2H2(g)＋CO(g)
CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的
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是
容器
物质的平衡浓
物质的起始浓度/mol·L－1
温度/K
度/mol·L－1
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ
400 0.20 0.10
0
0.080
Ⅱ
400 0.40 0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中 c(H2)大于容器Ⅲ中 c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
解析 容器Ⅰ中，列三段式
化学平衡讲义4一平衡平衡图像分析
化学平衡讲义4——平衡图像分析班级____________姓名_____________化学平衡图像是高考必考题型之一，本文根据图像横坐标表示的意义，将化学平衡图像分解成如下五类进行讨论。
1.速率(V)一时间(t)图通常用纵坐标表示反应速率，横坐标表示反应时间，曲线反映了外界条件改变后反应速率的变化情况，虽然图像形式上反映的是速率与时间之间的关系，但问题的解决需要运用勒夏特列原理。
例1：右图是反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0的速率变化图像，则t0时改变的条件可能是A．升高温度、同时加压B．减小压强、同时降温C．增加反应物的浓度，使用催化剂D．增大反应物浓度、同时减小生成物浓度解析：由于t0时刻改变条件后，正反应速率大于原平衡速率而逆反应速率小于原平衡速率，故只能是浓度改变引起的，对照四个选项知A、B、C应淘汰，答案：D。
［应对策略］(1)抓住瞬时速率与原平衡速率关系确定条件改变的可能范围与方式：瞬时速率均增大：升温、加压(有气体参与)、使用催化剂；只有V(正)增大，增加了反应物浓度。
瞬时速率均减小：降温、减压(有气体参与)；只有V(正)减小，降低了反应物浓度。
(2)根据条件改变后V(正)、V(逆)的相对大小确定具体改变的条件：条件改变后，若V(正)>V(逆)，则表明平衡向正反应方向移动，再结合勒夏特列原理即可确定变化的具体条件。
如果题目提供的图像中只有一种速率图像，则在新平衡建立过程中，平衡总是向速率增大的一侧进行［如V(正)增大，则平衡向逆反应方向移动)。
2．量值-时间图图像中的坐标轴分别代表物质的数量(如浓度、百分含量、转化率、产率等)与反应时间(过程)，将可逆反应中物质数量的变化与时间的变化体现在图像中。
例2：反应aA(g)+bB(g)cC(g) (△H＜0)在等容条件下进行。
改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：回答问题：(1)反应的化学方程中a∶b∶c为；(2)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是，采取的措施是；(3)达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必．须．标出A、B、C）。
化学平衡常见图像分析完整版
化学平衡常见图像分析集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]化学平衡常见图像分析化学平衡图像问题的综合性强，思维难度大，是许多学生感到困难的题型之一。
化学平衡图像题的特征是以图像的形式将一些相关量之间的关系通过形象直观的曲线表示出来，把习题中的化学原理抽象为数学问题，旨在考查学生对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解和运用能力。
一、化学平衡常见图像及其分析图像I：图像分析：（1）若a、b无断点，则平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。
（2）若a、b有断点，则平衡移动可能是由于以下原因所导致：①同时不同程度地改变反应物（或生成物）的浓度；②改变反应体系的压强；③改变反应体系的温度。
（3）若平衡无移动，则可能是由于以下原因所导致：①反应前后气体分子个数不变；②使用了催化剂。
（4）若在的上方，即平衡向正反应方向移动；若在的上方，即平衡向逆反应方向移动。
图像II：图像分析：（1）由曲线的拐点作垂直于时间轴（t线）的垂线，其交点即为该条件下达到平衡的时间。
（2）由达到平衡的时间长短，推断与、与的相对大小（对于此图像：、）。
（3）由两平衡时，不同p、T下的量的变化可判断纵坐标y代表的物理量。
图像III：图像分析：（1）固定温度T（或压强p），即作横坐标轴的垂线，观察分析图中所示各物理量随压强p（或温度T）的变化结果。
（2）关键是准确判断所作垂线与原温度（或压强）曲线的交点的纵坐标。
（3）y可以是某物质的质量分数、转化率、浓度、浓度比值、体积分数、物质的量分数等。
图像IV：图像分析：（1）温度为点为化学平衡点。
（2）温度段是随温度（T）升高，反应速率加快，产物的浓度增大或反应物的转化率增大。
（3）温度段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果。
二、解答化学平衡图像问题的技巧在解答化学平衡图像问题时，要注意技巧性方法的应用。
1、“先拐先平，数值大”：在含量—时间曲线中，先出现拐点的，则先达到化学平衡状态，说明该曲线的温度较高或压强较大；2、“定一议二”：在含量—温度（或压强）曲线中，图像中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系（因为化学平衡移动原理只适用于外界“单因素”的改变，导致的平衡移动的分析），即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后（通常作一条横坐标的垂线），讨论横坐标与曲线的关系。
高考化学二轮复习知识点专题解析7---化学平衡图像
体积增大的反应。 ③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a 可能是加入了催化剂，或该反应是反 应前后气体体积不变的反应，a 是增大压强。 (3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像
如上图中确定压强为 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，做横坐标的垂线，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。
2．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 时，温度 T 和压强 p 与反应物 B 在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线， 由曲线分析，下列判断正确的是( )
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A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 答案 D 解析 由“先拐先平数值大”原则，对比①②可知 T1＞T2，对比②③可知 p2＞p1。对 比①②，由 T2 升高到 T1，φ(B)减小，说明升温平衡向正反应方向移动，所以正向为吸 热反应；对比②③，由 p1 加压到 p2，φ(B)增大，说明加压平衡向逆反应方向移动，所 以逆向为缩体，即 m＋n＜p。 3．符合图 1、图 2 的反应是( )
判断平衡移动方向，根据 v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改 变条件的那一时刻 v′正、v′逆的变化，若 v′正或 v′逆有一个在原平衡未变则为改变的
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浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变” 且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 (2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
高中化学总复习之知识讲解—化学平衡图像(基础)-
高考总复习化学平衡图像【高考展望】图像题是化学反应速率和化学平衡部分的重要题型。
这类题可以全面考查各种条件对化学反应速率和化学平衡的影响,具有很强的灵活性和综合性。
该类题型的特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的知识寓于坐标曲线上，简明、直观、形象，易于考查学生的观察能力、类比能力和推理能力。
当某些外界条件改变时,化学反应速率或有关物质的浓度(或物质的量、百分含量、转化率等)就可能发生变化,反映在图像上,相关的曲线就可能出现渐变(曲线是连续的)或突变(出现"断点")。
解答化学平衡图像题必须抓住化学程式及图像的特点。
析图的关键在于对“数”、“形” 、“义” 、“性”的综合思考，其重点是弄清“四点”（起点、交点、转折点、终点）及各条线段的化学含义，分析曲线的走向，发现图像隐含的条件，找出解题的突破口。
【方法点拨】一、解答化学平衡图像题的一般方法：【ID:363520解答化学平衡图像题的一般方法】化学平衡图像题，一是以时间为自变量的图像；二是以压强或温度为自变量的图像。
从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。
①确定横、纵坐标的含义。
②分析反应的特征：正反应方向是吸热还是放热、气体体积是增大还是减小或不变、有无固体或纯液体物质参与反应等。
③分清因果，确定始态和终态；必要时可建立中间态以便联系始、终态（等效模型）。
④关注起点、拐点和终点，分清平台和极值点，比较曲线的斜率，把握曲线的变化趋势，抓住“先拐先平数值大”。
⑤控制变量：当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量之间的关系。
⑥最后检验结论是否正确。
二、常见化学平衡图像归纳：例：对于反应mA (g)+nB (g)pC (g)+qD (g)，若m+n＞p+q且ΔH＞0。
1．v-t图像2．v-p（T）图像3．c-t图像4．c-p（T）图像【典型例题】类型一：速率-时间的图像例1．(2016 朝阳高三第一学期期中)对于达到平衡的可逆反应：X+Y⇌W+Z，其他条件不变时，增大压强，正、逆反应速率（υ）变化的情况如图所示．下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是（）A．W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体B．X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体C．X、Y或W、Z中均只有一种为气体D．X、Y均为气体，W、Z均为液体或固体【思路点拨】由图象可知，其他条件不变时，增大压强，正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动，说明反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，以此解答该题．【答案】B【解析】分析图象，其他条件不变时，增大压强，正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动，说明反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，符合条件的只有B，故选B。
化学平衡图像题的解题方法和技巧
化学平衡图像题的解题方法和技巧江西崇仁二中陈毅武化学平衡图像题是高考中一个重点，也是一个难点。
在高考中，出现某些涉及化学平衡图像试题，可以直接考查学生对观察能力结果的初步加工能力。
解图像题离不开识图、析图和解答。
识图是解题的基础，析图是关键，解答是目的。
而由于曲线和图形都包含着大量的信息，而这些信息往往是隐含的，学生必须对观察结果进行加工，才能总结出其中反映出的规律，提取出与考题有关的信息。
下面分类归纳各类图像题的解题方法和技巧。
1．速率～时间图这类图像定性地揭示了反应过程中v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对化学反应速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征，以及平衡移动的方向。
解这一类题常分三步：①看起点首先要分清反应物和生成物，从起点应能看出起始加入是只有反应物、还是生成物，还是都有。
浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。
②看变化趋势要看清逐渐增大或逐渐减小的分别是正反应速率，还是逆反应速率；曲线是连续的，还是跳跃的，分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”、“变大”和“变小”、变化后是否仍然相等等情况；⑴浓度的影响增大反应物浓度，v（正）突变，v（逆）渐变；⑵温度的影响对于可逆反应，改变温度时，吸热反应的速率受到的影响程度大：升高温度，v（吸）大增，v（放）小增；降低温度，v（吸）大减，v（放）小减；⑶压强的影响 a.对于体积可变的气体反应体系，方程式中气态物质化学计量数大的一侧，其反应速率受压强的影响程度大。
增大压强，v（正）、v（逆）都增大，气体体积之和（系数和）大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数；减小压强，v（正）、v（逆）都减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。
b.对于体积不变的气体反应体系，改变压强时，正、逆反应速率会同等程度的改变。
⑷催化剂的影响使用正（负）催化剂，v（正）、v（逆）都增大（减小）且改变量相等。
2019届最后15天核心知识 陌生平衡图像的理解与分析
2019届最后15天核心知识题型补缺补漏12陌生平衡图像的理解与分析1.二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向,发展成一项重要的新兴产业。
二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃,起始时以 0.1 MPa,n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。
(1)温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图1所示。
图中M点时,乙烯的体积分数为(保留两位有效数字);为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施有(任写两条)。
(2)不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示:b曲线代表的物质是;T1温度下的平衡转化率为,相对于起始状态,平衡时气体的平均相对分子质量增大的百分率为(保留三位有效数字)。
解析:(1)设H2的物质的量为3n mol,则CO2的物质的量为n mol,由图知,M点时CO2的转化率为50%,则有:6H2(g)+2CO2(g)C2H4(g)+4H2O(g)n(起始)/mol 3n n 0 0n(变化)/mol 1.5n 0.5n 0.25n nn(M点)/mol 1.5n 0.5n 0.25n n乙烯的体积分数为×100%=7.7%;提高CO2平衡转化率的措施还有:增大压强、增大n(H2)∶n(CO2)的值、将产物乙烯气体分离出来等。
(2)由图1可知,升高温度,CO2的平衡转化率降低,则正反应为放热反应,图2表示的是不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量随温度的升高而变化的情况,b曲线随温度的升高物质的量减小,则为生成物,且变化趋势大,应该是化学计量数大的H2O(g),即b曲线代表的物质是H2O(g);起始时以H2和CO2投料,T1时n(H2)=6 mol,n(H2O)=4 mol,生成4 mol H2O,需反应6 mol H2,则开始投料时n(H2)=6 mol+6 mol=12 mol,转化率为×100%=50%。
化学平衡图像题的解法优秀课件
属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)
Sn2＋(aq)＋
Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。下列判
断正确的是( D )
A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大
B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小 C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0
D．25 ℃时，该反应的平衡常数K＝2.2
练习：合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。
对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，
673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图
所示。下列叙述正确的是（ A ）
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点 c处反应达到平衡
3、反应方程式aA+bB
cC+dD各物质化学计量数的确定。
a: b : c : d
＝Δn(A): Δn(B): Δn(C):Δn(D)（物质的量的变化量之比）
＝Δn(A): Δc(B): Δc(C):Δn(D)（物质的量浓度的变化量之比）
＝v(A):v(B):v(C):v(D)（反应速率之比）
做题方法：列三行
A、T1＞T2，△H>0 B、T1＜T2，△H>0 C、T1＞T2，△H<0 D、T1＜T2，△H<0
练习:已知某可逆反应：aA (g) + bB (g) cC (g)
在密闭容器中进行，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2) 下，混合气体中B的体积分数(B%)与反应时间(t)的关系
如图所示。下列判断正确的是 ( B )
联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律
高考微专题 速率及平衡图像
高考微专题速率及平衡图像知识梳理化学反应速率的变化、化学平衡的移动都与反应物的温度、浓度、气体反应物的压强等因素有关，化学平衡的移动又与反应速率的变化之间有着密不可分的关系，所有这些都可以用一定形式的图像来表达。
旨在考查学生对化学反应速率与化学平衡中的基本概念、基本理论的掌握程度以及分析、推理、自学和创新能力。
化学反应速率与化学平衡的图像都是以此为依据来设计的。
因此解决化学反应速率与平衡图像问题的基本方法可以从以下方面进行综合分析：一是借助于化学方程式掌握化学反应的特征；二是掌握该化学反应的速率变化与平衡移动的规律；三是掌握图中符号的含义，图中符号项目主要包括纵坐标、横坐标和图像，对图像要弄清楚其起点、拐点、交点、终点和走向（即“四点一向”）的含义。
一、常见化学反应速率和化学平衡图像类型1．速率——时间图此类图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。
以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)ΔH>0，且m ＋n>p＋q为例，各类条件改变图像如下：2．浓度——时间图此类图像能说明平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。
仍以上述反应为例，图像如下：此类图像要注意各曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系。
3．速率—压强(或温度)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。
如图中交点A是平衡状态，压强增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。
4．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aA(g)+bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]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。
2020年高考化学复习讲义《陌生的化学平衡图像》
“陌生的化学平衡图像”特训1．大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]，反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)在合成塔中进行。
如图1 中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6～0.7、1～1.1 和 1.5～1.61，则生产中应选用水碳比的数值范围为_____。
②请推测生产中氨碳比控制在 4.0 左右还是控制在4.5 左右比较适宜，并简述你的理由________________________________________________________________________。
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)△CH3OH(g)＋H2O(g)。
在体积可变的恒压密闭容器中，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图2 所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为________。
②该反应的ΔS________0，ΔH________0(填“>”或“<”)。
③700 K 投料比[n(H2)/n(CO2)]＝2 时，H2的平衡转化率为____________。
2．(2018·锦州模拟)二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向，发展成一项重要的新兴产业。
二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃，起始时以0.1 MPa，n(H2)∶n(CO2)＝3∶1 的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH。
(1)温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图1 所示。
图中M 点时，乙烯的体积分数为________(保留二位有效数字)；为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施有_________________________________(任写两条)。
高中化学 步步高 二轮复习课件 化学反应陌生图像的分析与应用
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通
入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时α，若SO2转化率为α，
则SO3压
2mαp 强为__1_0_0_－__m__α__
，平衡常
数Kp＝
mp _1_－__α__1_.5_1_0_0_－__m__α_0_.5__(
专题六
真题演练
1.[2020·全国卷Ⅰ，28(2)(3)(4)]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫 酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋12O2(g)—钒—催—化—剂→SO3(g) ΔH＝ －98 kJ·mol－1。回答下列问题： (2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分 别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa 和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变 化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝ _0_._9_7_5_，判断的依据是_该__反__应__气__体__分__子__数__减__少__， _增__大__压__强__，__α_提__高__。__5_._0_M__P_a_＞__2_.5__M__P_a_＝__p_2，__所__以__p_1_＝__5_.0__M__P_a__。
影响α的因素有_反___应__物__(_S_O_2_、__N__2和___O_2_)_的__起__始__浓__度__(_组__成__)_、__温__度___、__压__强___。
123
解析 反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的正反 应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件 相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转 化率增大，则图中p1＝5.0 MPa，p3＝0.5 MPa。 由图可知，反应在5.0 MPa、550 ℃时SO2的平衡转化率α＝0.975。温度、 压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响SO2的平衡转化率α，温度一定 时，压强越大，α越大；压强一定时，温度越高，α越小。
高考化学二轮复习微专题4陌生平衡图像的理解与分析专题集训
微专题4 陌生平衡图像的理解与分析专题集训1.二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向,发展成一项重要的新兴产业。
二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃,起始时以0.1 MPa,n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。
(1)温度对CO2的平衡转化率和催化效率的影响如图1所示。
图中M点时,乙烯的体积分数为 (保留两位有效数字);为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施有 (任写两条)。
(2)不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示:b曲线代表的物质是 ;T1温度下的平衡转化率为 ,相对于起始状态,平衡时气体的平均相对分子质量增大的百分率为 (保留三位有效数字)。
解析:(1)设H2的物质的量为3n mol,则CO2的物质的量为n mol,由图知,M点时CO2的转化率为50%,则有: 6H2(g)+2CO2(g)C2H4(g)+4H2O(g)n(起始)/mol3n n00n(变化)/mol 1.5n 0.5n 0.25n nn(M点)/mol 1.5n 0.5n0.25n n乙烯的体积分数为×100%=7.7%;提高CO2平衡转化率的措施还有:增大压强、增大n(H2)∶n(CO2)的值、将产物乙烯气体分离出来等。
(2)由图1可知,升高温度,CO2的平衡转化率降低,则正反应为放热反应,图2表示的是不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量随温度的升高而变化的情况,b曲线随温度的升高物质的量减小,则为生成物,且变化趋势大,应该是化学计量数大的H2O(g),即b曲线代表的物质是H2O(g);起始时以H2和CO2投料,T1时n(H2)=6 mol,n(H2O)=4 mol,生成4 mol H2O,需反应6 mol H2,则开始投料时n(H2)=6 mol+6 mol=12 mol,转化率为×100%=50%。
第17讲 陌生平衡图像的理解与分析
心
考 点
理量，开始引入更多的变量，如物质的量之比、气体分压的负对
突 破
数等来增加新颖度、陌生度，属于高区分度试题。这类试题对考
生的数理逻辑思维判断有较高的要求。但任何图像都是函数关系
的形象化表达，不管图像的形式多么怪异复杂，最终所表达的还
是两个变量的关系。
第7页
第二部分 Ⅰ 三
大二轮专题辅导与增分攻略 ·化学
考
点 突
α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________；图中的压强由大到小为
破
__[_答___案__]，其减判小断理由升是高___温__度___时___，__反___应__①___为___放__热。 反应，平衡向左移动，使得体系中CO
的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大。总结果，随
第17讲
大二轮专题辅导与增分攻略 ·化学
陌生平衡图像的理解和分析
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第二部分 高考技能提升
大二轮专题辅导与增分攻略 ·化学
1．(2017·全国卷Ⅱ节选)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。
正丁烷(C4H10)脱氢制 1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
高
C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH＝＋123 kJ·mol－1
考 点
C．300℃ 0.5 MPa
突
破
B．700℃ 0.1 MPa D．700℃ 0.5 MPa
第12页
第二部分 Ⅰ 三
大二轮专题辅导与增分攻略 ·化学
(2)有研究者结合图 1 数据并综合考虑各种因素，认为 450℃
高 的反应温度比 300℃或 700℃更合适，从反应原理角度分析其理
高考化学二轮复习微专题4陌生平衡图像的理解与分析课件
28
时间—浓度
2018年全国Ⅱ
27
温度—积碳量 时间—积碳量
2018年全国Ⅲ
28
时间—转化率
从近三年Ⅱ卷对图像的考查看,体现出以下几个特点: 1.稳定。几乎是每年都会出现,特别是温度、时间—产率(转化率)出现频率 比较高。虽然2018年的Ⅰ卷中没出现图像,但在28题中给出了分压与时间的 表格,其难度也比较大。 2.创新。除了常见的图像。2016年的n(氨)/n(丙烯)—产率;2017年的 n(H2)/n(丁烷)—丁烯产率;2018年的温度—积碳量、时间—积碳量,每年都 会出现一个新的坐标物理量。所以掌握图像的数学意义,冷静分析图像蕴藏 的化学、物理过程,才可遇变不惊,妥善应答。
2.在上述基础上分析出图像中起点、终点、拐点的意义,这些往往代表一个反 应阶段的结束或条件的改变。分清直线(水平段居多)、曲线的变化(上升、下 降、平缓、转折等),同时对走势有转折变化的曲线,要分段分析,找出各段曲 线的变化趋势及其含义,每一段可能发生了不同的反应。 3.当有两个条件因素对一个事件的影响相反时,事件的最终发展方向由影响大 的因素决定。但两个条件的影响程度可能会发生转变,此时事件的发展方向会 发生转折。
典例示范
【例题】 (2017·全国Ⅱ卷,27)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下: ①C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知:②C4H10(g)+ 1 O2(g) 2
C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
题组巩固
1.(2016·全国Ⅱ卷,27)丙烯腈(
高考化学二轮复习微专题4陌生平衡图像的理解与分析教案
微专题4 陌生平衡图像的理解与分析近三年全国卷考情年份题号考查点2016年全国Ⅰ27 浓度—浓度2016年全国Ⅱ27温度—产率n(氨)/n(丙烯)——产率2016年全国Ⅲ27 T lg(p e/Pa) 2017年全国Ⅰ27 时间—浸出率2017年全国Ⅱ27温度—平衡转化率n(H2)/n(丁烷)——丁烯产率温度—产率2017年全国Ⅲ27 温度—溶解度28 时间—浓度2018年全国Ⅱ27 温度—积碳量时间—积碳量2018年全国Ⅲ28 时间—转化率从近三年Ⅱ卷对图像的考查看,体现出以下几个特点:1.稳定。
几乎是每年都会出现,特别是温度、时间—产率(转化率)出现频率比较高。
虽然2018年的Ⅰ卷中没出现图像,但在28题中给出了分压与时间的表格,其难度也比较大。
2.创新。
除了常见的图像。
2016年的n(氨)/n(丙烯)—产率;2017年的n(H2)/n(丁烷)—丁烯产率;2018年的温度—积碳量、时间—积碳量,每年都会出现一个新的坐标物理量。
所以掌握图像的数学意义,冷静分析图像蕴藏的化学、物理过程,才可遇变不惊,妥善应答。
通过图像图表描述试题信息是高考化学常用的考查方式,在Ⅱ卷中的速率、平衡图像开始逐渐打破传统的图像模式,反应体系不再局限于气体间的反应,开始增加溶液中反应的图像。
横纵坐标也不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率等常见的物理量,开始引入更多的变量,如物质的量之比、气体分压的负对数等来增加新颖度、陌生度,属于高区分度试题。
这类试题对考生的数理逻辑思维判断有较高的要求。
但任何图像都是函数关系的形象化表达,不管图像的形式多么怪异复杂,最终所表达的还是两个变量的关系。
1.首先明确横纵坐标的含义2.在上述基础上分析出图像中起点、终点、拐点的意义,这些往往代表一个反应阶段的结束或条件的改变。
分清直线(水平段居多)、曲线的变化(上升、下降、平缓、转折等),同时对走势有转折变化的曲线,要分段分析,找出各段曲线的变化趋势及其含义,每一段可能发生了不同的反应。
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微专题4 陌生平衡图像的理解与分析近三年全国卷考情从近三年Ⅱ卷对图像的考查看,体现出以下几个特点:1.稳定。
几乎是每年都会出现,特别是温度、时间—产率(转化率)出现频率比较高。
虽然2018年的Ⅰ卷中没出现图像,但在28题中给出了分压与时间的表格,其难度也比较大。
2.创新。
除了常见的图像。
2016年的n(氨)/n(丙烯)—产率;2017年的n(H2)/n(丁烷)—丁烯产率;2018年的温度—积碳量、时间—积碳量,每年都会出现一个新的坐标物理量。
所以掌握图像的数学意义,冷静分析图像蕴藏的化学、物理过程,才可遇变不惊,妥善应答。
通过图像图表描述试题信息是高考化学常用的考查方式,在Ⅱ卷中的速率、平衡图像开始逐渐打破传统的图像模式,反应体系不再局限于气体间的反应,开始增加溶液中反应的图像。
横纵坐标也不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率等常见的物理量,开始引入更多的变量,如物质的量之比、气体分压的负对数等来增加新颖度、陌生度,属于高区分度试题。
这类试题对考生的数理逻辑思维判断有较高的要求。
但任何图像都是函数关系的形象化表达,不管图像的形式多么怪异复杂,最终所表达的还是两个变量的关系。
1.首先明确横纵坐标的含义2.在上述基础上分析出图像中起点、终点、拐点的意义,这些往往代表一个反应阶段的结束或条件的改变。
分清直线(水平段居多)、曲线的变化(上升、下降、平缓、转折等),同时对走势有转折变化的曲线,要分段分析,找出各段曲线的变化趋势及其含义,每一段可能发生了不同的反应。
3.当有两个条件因素对一个事件的影响相反时,事件的最终发展方向由影响大的因素决定。
但两个条件的影响程度可能会发生转变,此时事件的发展方向会发生转折。
【例题】(2017·全国Ⅱ卷,27)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
回答下列问题:(1)正丁烷(C 4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:①C 4H10(g)C4H8(g)+H2(g) ΔH1已知:②C 4H10(g)+O2(g) C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1③H 2(g)+ O2(g)H2O(g)ΔH3=-242 kJ·mol-1反应①的ΔH1为kJ·mol-1。
图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x 0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号)。
A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。
图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。
图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。
丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是; 590 ℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是。
思路点拨:(1)观察反应特点:气体体积增大,吸热反应。
(2)观察图(a)特点,同一温度下x MPa下平衡转化率更高,利于正反应,x MPa是低压。
(3)图(b)横坐标的意义:氢气与丁烷的物质的量之比,观察反应特点考虑氢气对反应的影响。
(4)注意到丁烯产率的降低伴随着副产物的增加,分析此两者的关系。
解析:(1)反应①=②-③,则ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1)=+123 kJ·mol-1。
反应①是分子数增大的反应,随压强的增大,平衡逆向移动,平衡转化率降低,所以x小于0.1。
因正向反应是一个分子数增大的吸热反应,所以产率提高采取的措施是A、D。
(2)因为反应①中生成H2,所以随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大,丁烯的产率降低。
(3)反应正向为吸热反应,所以590 ℃前升高温度,平衡正向移动,而升高温度时,反应速率加快,单位时间内产生丁烯更多,590 ℃以后,高温使丁烯裂解生成短碳链烃类,故丁烯产率降低。
答案:(1)123 小于AD(2)氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类1.(2016·全国Ⅱ卷,27)丙烯腈()是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛()和乙腈(CH 3CN)等。
回答下列问题: (1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:①C 3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515 kJ·mol-1②C 3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=-353 kJ·mol-1两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 ℃。
低于460 ℃时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是; 高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)。
A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。
由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是。
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为。
解析:(1)由热化学方程式可知,反应①气体分子数增加,是一个熵增的放热反应,反应②气体分子数不变,是一个熵变化不大的放热量较大的反应,在热力学上都属于自发进行的反应。
由于反应①是一个气体分子数增加的放热反应,降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。
有机反应中要提高某反应的选择性,关键是选择合适的催化剂。
(2)因生产丙烯腈的反应为放热反应,随反应温度的升高,丙烯腈产率应随之降低,故低于460 ℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高于460 ℃时,丙烯腈产率降低有可能是催化剂活性降低,也有可能是副反应增多造成的;随着温度的升高,平衡左移,平衡常数应减小;反应活化能的高低与生成物产率无关。
(3)在 n(氨)/n(丙烯)约为1时,丙烯腈的产率最高,副产物丙烯醛的产率最低,故该比例应是最佳比例。
理论上设 n(氨)=n(丙烯)=1 mol时,此时需要的氧气为1.5 mol,又空气中氧气的量约占20%,故进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为1∶7.5∶1。
答案:(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC (3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低1∶7.5∶12.(2018·广东佛山质检)开发新能源是解决环境污染的重要举措,工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO,再用H2和CO合成甲醇。
在恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1,在一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:则:(1)该反应的ΔH (填“<”“=”或“>”)0。
(2)压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为。
压强为p4时,在b点:v(正) (填“<”“=”或“>”)v(逆)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作K p),则该反应的平衡常数的表达式K p= ;如果p4=0.36 MPa,求a点的平衡常数K p= (保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)为探究速率与浓度的关系,该实验中,根据相关实验数据,粗略绘制出了2条速率—浓度关系曲线:v正~c(CH4) 和v逆~c(CO)。
则:①与曲线v正~c(CH4)相对应的是上图中曲线(填“甲”或“乙”)。
②当降低到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的平衡点分别为(填字母)。
解析:(1)根据图示,压强不变时,升高温度,CH4的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动。
根据升温时,平衡向吸热反应方向移动可知,正反应为吸热反应,ΔH>0。
(2)该反应的正反应为气体分子数增大的反应,温度不变时,降低压强,平衡向正反应方向移动,CH4的平衡转化率增大,故p4>p3>p2>p1。
压强为p4时,b点未达到平衡,反应正向进行,故v(正)>v(逆)。
(3)由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知,用平衡压强表示的平衡常数K=。
p4时a点CH4的平衡转化率为80%,则平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.2 mol·L-1,c(CO)=c(H2)=1.6 mol·L-1,则p(CH4)=p(CO2)=p4×=p4,p(CO)=p(H2)=p4×=p4,故K==≈1.64。
(4)①CH4的浓度由1.0 mol·L-1逐渐减小,而CO的浓度由0逐渐增加,故v正~c(CH4)相对应的曲线为乙。
②降低温度,正、逆反应速率均减小,平衡向逆反应方向移动,则CH4的浓度增大,而CO的浓度减小,故相应的平衡点分别为B、F。
答案:(1)> (2)p4>p3>p2>p1>(3) 1.64(4)①乙②B、F。