化学反应原理题中的图像专题复习

专题复习：原理题中的图像、数据分析及应用学习目标：学会分析、描述、应用图像和数据【例1】.（20XX年广东卷31）.用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①1/4CaSO4(s)+CO(g)⇋1/4CaS(s)+CO2(g) ∆H1=-47.3kJ∙mol-1② CaSO4(s)+CO(g)⇋CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) ∆H2=+210.5kJ∙mol-1③ CO(g)⇋1/2C(s)+1/2CO2(g) ∆H3=-86.2kJ∙mol-1（1）反应2CaSO4(s)+7CO(g)⇋CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)∆H＝___________（用∆H1、∆H2和∆H3表示）（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18，结合各反应的∆H，归纳lgK-T曲线变化规律：a)____________________________；b)____________________________。

分析:1.审题（图）注意到什么？2.K的含义？lgK的含义？哪些量与K变化趋势一致？（以反应①为例）3.各曲线对应的方程式是什么？原因分析4.该反应的自变量？因变量？5.变化幅度有何不同？受什么因素影响？6.若方程式未标明状态及焓变，单独给出曲线II，规律描述？若只给反应和曲线I呢？分析图像的一般思路：总结规律型①图形归纳型②表格数据型找自变量，表达自变量的变化引起因变量的变化。

答题模板：趋势、幅度、控制其它条件不变，因变量随自变量的X X而X X【例2】（20XX年广东）硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。

(1)请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。

(2)在其他条件相同时，反应H 3BO3 +3CH3OH B(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是____ ___②该反应的_____0(填“<”、“=”或“>”).图像规律：1.相同时间内，温度越高，H3B O3的转化率越大；2.温度越高，达到平衡的时间越短；3.相同温度下，10m i n 内H 3B O 3转化率增大幅度较大， 10m i n 到60m i n 转化率增大幅度较小； 原因分析？【例3】 甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是反应①： CH 4(g) + H 2O(g) CO(g) + 3H 2(g) ΔH > 0（2）其他条件相同，反应①在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CH 4的转化率随反应温度的变化如图所示。

① 在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是________。

② a 点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态。

③ c 点CH 4的转化率高于b 点，原因是________。

分析:1.该反应的自变量？因变量？2.变化幅度有何不同？受什么因素影响？3.哪些点一定不是平衡状态？哪些点可能是平衡状态？哪些点一定是平衡状态？【例4】（15年广州一模31） “硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点，涉及三个反应：反应Ⅰ：SO 2(g) + I 2(aq) + 2H 2O(l) ＝ 2HI(aq) + H 2SO 4(aq)反应Ⅱ：2HI(g) H 2(g) + I 2(g)反应Ⅲ：2H 2SO 4(g) 2H 2O(g) + 2SO 2(g) + O 2(g)（1）反应Ⅲ实际上分两步进行：H 2SO 4(g)＝SO 3(g) + H 2O(g) ∆H 12SO 3(g) 2SO 2(g) + O 2(g) ∆H 2则反应Ⅲ的反应热∆H ＝________（用∆H 1、∆H 2表示）。

（2）某温度下将1mol HI 充入密闭容器中发生反应Ⅱ，达到第1次平衡后，用选择性膜完全分离出H 2，达到第2次平衡后再次分离H 2，重复多次，平衡时n (HI)如下达到平衡的次数第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 …… n (HI)/mol 0.78 0.67 0.60 0.55 0.51 …… ① 第1次平衡时，HI 的转化率为________％。

② 归纳出分离H 2的次数对HI 转化率的影响：________。

③ 计算第2次平衡时H 2和I 2的物质的量（写出计算过程）。

【变式训练1】（20XX 年广二模31）工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：Ⅲ a b c758595700750 800 850C H 4的转化率/％ 温度/℃CH 3COOH(l)＋C 2H 5OH(l)△浓H 2SO 4CH 3COOC 2H 5(l)＋H 2O(l) ΔH ＝－8.62kJ·mol －1 已知CH 3COOH 、C 2H 5OH 和CH 3COOC 2H 5的沸点依次为118℃、78℃和77℃。

在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

（1）该研究小组的实验目的是__________________。

（2）60℃下反应40min 与70℃下反应20min 相比，前者的平均反应速率___________后者（填“小于”、“等于”或“大于”）。

（3）如图所示，反应时间为40min 、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是______（写出两条）。

【变式训练2】（20XX 年广州调研31）Na 2S 2O 8溶液可降解有机污染物4-CP ，原因是Na 2S 2O 8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO 4-·）。

通过测定4-CP 降解率可判断Na 2S 2O 8溶液产生SO 4-·的量。

某研究小组探究溶液酸碱性、Fe 2+的浓度对产生SO 4-·的影响。

（1）溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP 加入到不同pH 的Na 2S 2O 8溶液中，结果如图a 所示。

由此可知：溶液酸性增强， （填 “有利于”或“不利于”）Na 2S 2O 8产生SO 4-·。

（2）Fe 2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO 4溶液分别加入c (4-CP)=1.56×10-4mol·L －1、c (Na 2S 2O 8)=3.12×10-3 mol·L －1的混合溶液中。

反应240 min 后测得实验结果如图b 所示。

已知 S 2O 82- + Fe 2+= SO 4-·+ SO 42- + Fe 3+，此外还可能会发生：SO 4-· + Fe 2+ ＝ SO 42- + Fe 3+ ① 实验开始前，检验FeSO 4溶液是否被氧化的试剂是 （化学式）。

如被氧化可以观察到的现象是 。

②当c (Fe 2+)＝3.2 ×10-3 mol·L －1时，4-CP 降解率为 %，4-CP 降解的平均反应速率的计算表达式为 。

③当c (Fe 2+)过大时，4-CP 降解率反而下降，原因可能是 。

【变式训练3】（ 2014广州调研题）30．（16分）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成乙酸乙酯产率/ %温度CH4。

（2）另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H 2O(g)。

其他条件相同时，H2的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。

①该反应的△H0（填“＜”、“＝”或“＞”）。

②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由_________________。

【变式训练4】（20XX年广一模）31．碳酸甲乙酯（CH3OCOOC2H5）是一种理想的锂电池有机电解液，生成碳酸甲乙酯的原理为：C2H5OCOOC2H5（g）+ CH3OCOOCH3（g） 2 CH3OCOOC2H5（g）ΔH1（1）其他条件相同，CH3OCOOCH3的平衡转化率（α）与温度（T）、反应物配比（R）的关系如图所示。

①ΔH1______0（填“＜”、“＝”或“＞”）。

②由图可知，为了提高CH3OCOOCH3的平衡转化率，除了升温，另一措施是_______。

③在密闭容器中，将1mol C2H5OCOOC2H5和1mol CH3OCOOCH3混合加热到650K，利用图中的数据，求此温度下该反应的平衡常数K。

【变式训练5】（20XX年广二模）一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(l) △H（1）已知2CO(g)+ O2(g)＝2CO2(g) △H1＝—566 kJ•mol-1S(l)+ O2(g)＝SO2(g) △H2＝—296 kJ•mol-1则反应热△H＝_______ kJ•mol-1。

（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。

260℃时，__________（填Fe2O3、NiO或Cr2O3）作催化剂反应速率最快。

Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是_____ ___。

催化剂（3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同的投料比[n(CO)︰n(SO2)]的比值对SO2转化率的影响，结果如图b。

请在答题卡坐标图中画出n(CO)︰n(SO2)＝2︰1时，SO2转化率的预期变化曲线。

【变式训练6】（20XX年广二模）苯乙烯是重要的基础有机原料。

工业中用乙苯（C6 H5- CH2 CH3）为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯（C6 H5- CH= CH2）的反应方程式为：C6 H5- CH2 CH3 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图所示：由图可知：在600℃时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则：①氢气的物质的量分数为；乙苯的物质的量分数为；②乙苯的平衡转化率为；③计算此温度下该反应的平衡常数（请写出计算过程）。

（2）分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知：△H10（填“＞、=或＜”)。

【变式训练7】硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了(NH4)2Ce(NO3)6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如右图。