1、培優點十三 化學反響速率與化學平衡圖象題的破解策略A 一.化學反響速率和化學平衡圖像1. 速率一溫度或壓強圖像典例1.光氣(C0CI2)是一種重要的化工原料，用于農藥、醫藥、聚酯類材料的生產，工業上通過Cl2(g)+ CO(g)C0Cl2(g)制備。如下左圖為此反響的反響速率隨溫度變化的曲線， 右圖為某次模擬實驗研究過程中容器內各物質的濃度隨時間變化的曲線。以下說法不.正確.的選項是A. 06 min 內，反響的平均速率 v(Cb)= 0.15mol (L min)-B. 假設保持溫度不變，在第7min向體系中參加這三種物質各2 mol，那么平衡向正反響方向移動C. 隨溫度升高，該反響平衡常數

2、減小；比擬第8min反響溫度T(8)與第15min反響溫度T(15)的上下：T(8)>T(15)D. 假設將初始投料濃度變為c(Cl2)= 0.7mol L-1、c(CO) = 0.5 mol L-1、c(COCl2)= 0.5mol L-1，保持反響溫度不變，那么最終到達化學平衡時，Cl2的體積分數與上述第6min時CJ的體積分數相同(1.2- 0.3)mol L-1【解析】分析右側圖象知 06 min內，反響的平均速率v(Cb)=6 min0.15mol -(L - min) - A 正確；分析右側圖象知第 7 min 時，n(Cl2)： n(CO) : n(COCl2)= 3 :

3、1 :9,假設保持溫度不變，在第7 min向體系中參加這三種物質各2 mol，反響物增大的程度較大，那么平衡向正反響方向移動，B正確；分析左側圖象知反響達平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，該反響為放熱反響，平衡常數減小；分析右側圖象知第10min時，平衡逆向移動，改變的條件為升高溫度，T(8)<T(15), C錯誤；D選項中將COCI2完全轉化為Cb和CO,那么c(Cl2)= 1.2mol L-1、c(CO) = 1.0mol L-1,與原平衡參加的物質的量相當，保持反響溫度不 變，那么最終到達化學平衡時與原平衡等效，Cl2的體積分數與上述第 6min時Cl2的體積分數相同，D正確。【答案

4、】C2. 含量一時間一溫度壓強圖像典例2.可逆反響aA(g) + bB(g).一 cC(g)+ dD(g)，反響過程中，當其他條件不變時，C的百分含量與溫度(T)和壓強(p)的關系如圖。以下表達正確的選項是11產的百分書聯Pi/薩O吋間A 達平衡后，假設升溫，平衡左移B. 達平衡后，參加催化劑那么 C的百分含量增大C. 化學方程式中 a+ b> c+ dD .達平衡后，減小 A的量有利于平衡向右移動【解析】溫度T2時先到達平衡狀態，說明T2時反響速率快，因此T2> Tl。溫度高C的A正確；催化劑只百分含量低，說明升高溫度平衡向逆反響方向移動，正反響是放熱反響,改變反響速率，而不能改

5、變平衡狀態，所以達平衡后，參加催化劑C的百分含量不變，B不正確；壓強 pi時先到達平衡狀態，說明 pi > p2,壓強越大C的百分含量越低，說明增大 壓強平衡向逆反響方向移動，正反響是體積增大的可逆反響，因此a+ bvc+ d, C不正確；達平衡后，減少 A的量平衡逆向移動， D不正確。【答案】A3. 物質的量或濃度一時間圖像典例3.向甲、乙兩個容積均為1L的恒容容器中,分別充入 2mol A、2mol B 和 imol A、imol B。相同溫度下，發生反響:A(g) + B(g)一 xC(g)AH<0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變化如以下列圖所示。以下說法正確的選項是2 m

6、ol 2 im)l DI niol A t mol n甲 乙A. x可能等于2B. 甲、乙兩容器中反響達平衡時，平衡常數K甲v K乙C. 將乙容器升溫可使甲、乙容器內各物質的體積分數相同D. 假設向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B,那么平衡時甲容器中 0.78 mol L-1 vcAv 1.56 mol L-12 mol 0.78 mol【解析】由圖象可知平衡時，甲容器平衡時，A的轉化率為 X 100%= 61%,2 mol乙容器平衡0.5 mol時，A的轉化率為1 mol X 100%= 50%，甲容器內壓強比乙容器內大，增大壓強平衡正向移動，故1 + 1> X,所以x=

7、1, A錯誤；平衡常數只與溫度有關，B錯誤；該反響為放熱反響，將乙容器單獨升溫，平衡向吸熱反響方向移動，即向逆反響方向移動，升溫前，乙容 器的轉化率比甲容器的轉化率低，升溫不可能使乙容器內各物質的體積分數與甲容器內的相同，C錯誤；向甲容器中再充入 2 mol A、2 mol B ,可以等效為原平衡狀態下壓強增大一倍， 平衡向正反響方向移動，A轉化率增大，所以平衡時甲容器中cA小于2倍原平衡中的cA,平衡移動目的是降低濃度增大趨勢，但不能消除濃度增大，達新平衡時濃度比原平衡大，所以平衡時甲容器中 0.78 mol L-1v cA v 1.56 mol L-1, D 正確。【答案】D4. 其他圖像

8、典例4.近年來，我國北京等地出現嚴重霧霾天氣，據研究，霧霾的形成與汽車排放的CO、NO2等有毒氣體有關。對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反響轉化為無毒 氣體，反響的化學方程式為4COg+ 2NO2g 4CO2g+ N2g AH =- 1200kJ mol-1。對于該反響，溫度不同 仃2>、其他條件相同時，以下列圖像正確的選項是樁應時間°應證時冋AH化學甲衡準數X)廠ac壓強0甘溫度【解析】升溫正、逆反響速率同時加快，到達平衡時間縮短，平衡向逆反響方向移動,CO的體積分數增大，NO2的轉化率降低，化學平衡常數減小；壓強增大，CO的體積分數降低，比照圖像可知，只有選項 B符

9、合。【答案】B卜二.對點增分集訓1. 一定條件下，反響 6H2(g)+ 2CO2(g) C2H5OH(g) + 3H2O(g)的數據如以下列圖所示。CJ、£I* .i曲*LilI :叭: mCO.hi Jvooooooo? .0 5 4 3- 3 rl曲舉僅K比卜以下說法正確的選項是A .該反響的 H>0B. 達平衡時，v正(H2)= v逆(CO2)C. b點對應的平衡常數 K值大于c點D. a點對應的H2的平衡轉化率為 90%【解析】隨著溫度的升高，CO2轉化率降低，說明平衡向逆反響方向移動，正反響為放熱反響， H<0，故A錯誤；速率之比等于化學計量數之比，平衡時v正(

10、H2)= 3v逆(CO2),故B錯誤；正反響為放熱反響，升高溫度平衡向逆反響方向移動，平衡常數減小，即c點大于b點，故C錯誤；假設消耗 CO2物質的量為1mol x 60%= 0.6 mol，那么消耗 出的物質的量為1.8 mol伽"，氫氣的轉化率為2 mol x 100%= 9。，故D正確。【答案】D2. 合成氨反響N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) AH v0,當反響器中按 n(N2)： n(H2)=NH 3的物質的量分數隨壓強1 : 3投料后，在不同溫度下，反響到達平衡時，得到混合物中 的變化曲線a、b、c如下列圖。以下說法正確的選項是A .曲線a對應的反響溫度最高B.

11、 上圖中M、N、Q點平衡常數K的大小關系為 K(M) = K(Q) v K(N)C. 相同壓強下，投料相同，到達平衡所需時間的關系為c> b> aD. N 點時 c(NH3)= 0.2 mol L-1，貝U N 點的 c(N2): c(NH 3)= 1 : 1【解析】合成氨的反響為放熱反響，反響溫度越高，越不利于反響正向進行，曲線a的氨氣的物質的量分數最高，其反響溫度相應最低，故A錯誤；平衡常數只與溫度有關，該反響是放熱反響，溫度越高平衡常數越小，題圖中 M、N、Q點平衡常數 K的大小關系 為K(M) = K(Q) > K(N)，故B錯誤；反響為放熱反響，溫度越高，越不利于反

12、響的進行，曲 線a、b、c的氨的物質的量分數 a> b> c,那么反響溫度av bv c,溫度越高反響速率越快，到 達平衡所用時間越短，即到達平衡所需時間 cv bv a,故C錯誤；在N點氨氣的物質的量分數為20%,剩余氮氣和氫氣的物質的量分數的和為80%, N點c(NH3) = 0.2 mol L-1時，氮氣和氫氣的濃度和為0.8 mol -L-1,因為開始時n(N2):n(出)=1:3,那么N點時c(N2)=0.2mol-L-1, c(N2) : c(NH 3)=1 ： 1,故D正確。【答案】D3. 某化學小組研究在其他條件不變時，改變密閉容器中某一條件對A2(g) + 3B2

13、(g) 2AB3(g)化學平衡狀態的影響，得到如下列圖的曲線(圖中T表示溫度，n表示物質的量)。以下判斷正確的選項是A .在T2和n(A2)不變時到達平衡，AB 3的物質的量大小為 c>a>bB. 假設T2>Ti，那么正反響一定是放熱反響C. 到達平衡時A2的轉化率大小為 b>a>cD. 假設T2>Ti，到達平衡時b、d點的反響速率為Vd<Vb【解析】增大一種反響物的量必然會促進另一種反響物的轉化，那么B2越大到達平衡時A2的轉化率越大，生成物的物質的量越大，那么平衡時AB3的物質的量大小為 c> b>a, A錯誤；假設T2>Ti,由

14、圖可知溫度升高 AB3的物質的量增大，說明升高溫度平衡向正反響方向 移動，那么正反響為吸熱反響，B錯誤；B2越大到達平衡時 A2的轉化率越大，即到達平衡時A2的轉化率大小為 c> b> a, C錯誤；溫度越高速率越快，溫度T2>Ti,到達平衡時b、d點的反響速率為Vd v Vb, D正確。【答案】D4. 可逆反響X(g)+ 2Y(g)Z(g) AH v 0, 定溫度下，在體積為 2L的密閉容器中加入4mol Y和一定量的X后，X的濃度隨時間的變化情況如以下列圖所示，那么以下說法正確的 選項是A. 假設向該容器中參加 1mol X、2mol Y，達平衡時，X的平衡濃度小于 0.

15、125molL-1B. a點正反響速率大于逆反響速率C. 反響達平衡時，降低溫度可以實現c到d的轉化D .該條件下，反響達平衡時，平衡常數K = 3【解析】分析圖象和題給信息知起始參加2mol X、4mol Y，到達平衡時X的濃度為0.25mol - L-1,假設起始參加1mol X和2mol Y，相當于在原平衡的根底上減小壓強，平衡逆向移動，達平衡時，X的平衡濃度大于0.125mol - L-1, A錯誤；由圖象可知，a點尚未到達平衡狀態，此時正反響速率大于逆反響速率，B正確；該反響為放熱反響，降低溫度，平衡正向移動，X的濃度減小，不能實現 c到d的轉化，C錯誤；利用三段式計算:X(g) +

16、 2Y(g) 一 Z(g)起始濃度/(mol-L-1)120轉化濃度/(mol-L-1)0.751.50.75平衡濃度/(mol-L-1)0.250.50.75c(Z)0.75K = c(X) c2(Y) = 0.25X 0.5尸 12, D 錯誤。【答案】B5. 德國化學家哈伯從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨，反響原理為N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) AH = - 92.4kJ mol-1。1在恒溫恒容條件下，向反響平衡體系中充入氮氣，到達新平衡時，C(HJ將(填“增大“減小 “不變或“無法判斷F同),c(N2) c3(H2)將2工業上可用 CH4與水蒸氣制氫氣：CH4

17、(g)+ H2O(g) CO(g) + 3出9)。在200C時2L的密閉容器中，將 1mol CH 4和1mol出09)混合，至U達平衡時 CM的轉化率為80%。那么200C時該反響的平衡常數K =(保存一位小數)。3如圖為合成氨反響在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下，初始時氮氣、氫氣的體積比為1 : 3時，平衡混合物中氨的體積分數。假設分別用va(NH 3)和vb(NH 3)表示從反響開始至達平衡狀態A、B時的化學反響速率，那么va(NH 3)(填“ > “ < 或“ = )vb(NH 3)。【解析】1恒溫恒容條件下，向反響平衡體系中充入氮氣， 平衡將向正反響方向移動, c2

18、(NH 3)故到達新平衡時，c(H2)減小。溫度不變，平衡常數K =3心、不變，到達新平衡后，c(N2) c (H 2)c(NH3)增大，K 不變，故 c(N2) c3(H 2)也會增大。2根據三段式法進行計算：+3H2(g)ch 4(g)十H2O(g) .一1CO(g)起始(mol L-1)0.50.500轉化(mol L-1)0.5X 80%0.5X 80%0.5X 80%0.5X 80% X 3平衡(mol L-1)0.10.10.41.2那么平衡常數C(CO) c3(H2)0.4 X 1.23QC A3由題圖可知，B所處的溫度和壓K c(CH4) c(H2O) 0.1 X 0.169.

19、1。強均大于 A，故 VaNH3VbNH3。【答案】1減小增大269.136氨催化氧化時會發生兩個競爭反響：反響I: 4NH3g+ 5O2g 4N0g + 6H2O© AH = - 905.0kJ mol-1反響 n： 4NH 3g+ 3O2g 2N2g + 6H2Og AH =- 1266.6kJ- mol-1為分析某催化劑對該反響的選擇性，在1L密閉容器中充入1mol NH 3和2mol O2,測得有關物質的量關系如圖：該催化劑在低溫時選擇反響 填“I或“n 。 520 C 時 4NH3 + 3O22N? + 6H2O 平衡常數 K =不要求得出計算結果，只需列出數字計算式。 C

20、點比B點所產生的NO的物質的量少的主要原因是 。1卍呼甘TRij 峙 11(*1畔舉【解析】1由圖示可知低溫時，容器中主要產物為 反響n。兩個反響同時進行N2,那么該催化劑在低溫時選擇反響I4NH(g) + 5O2(g)4NO(g) + 6出。9)物質的量濃度(mol L-1)0.20.250.20.03反響n4NH3+ 302N2+6H2O變化物質的量濃度(mol L-1)0.40.30.20.6平衡物質的量濃度(mol L-1)0.41.450.20.90.2"x 0.93故520C時4NH 3+ 302二22+ 6出0的平衡常數 K= 0仆453；AH = 905.0kJ mol-1，正反響是放催化劑 4NH 3(g)+ 5029)=高溫=4N0(g) + 6出