资源简介 (共62张PPT)第二章 化学反应速率与化学平衡图像分析1.图像具有直观、简洁、具体和形象等特点,化学平衡的建立和移动比较抽象,为了使抽象问题直观化与可视化,常借助于图像加深理解和进行诠释。2.图像作为可逆体系宏观、微观和符号三重表征的另外一种表征方式,具有丰富的表征内涵,不仅可以促使学生从多个维度认识研究对象的性质、特征及其相互转换,而且变化的曲线有利于学生理解化学变化的动态过程,培养学生的变化观念与平衡思想。核心素养发展目标化学反应速率与化学平衡综合图像一在分析化学问题时,常会运用反映相关量变化关系的图像。例如,溶解度曲线、物质浓度随时间变化的曲线等。在结合化学反应原理分析图像时,应注意下列几点:(1)横坐标和纵坐标的含义;(2)曲线的斜率或者趋势;(3)曲线上的特殊点,如起点、终点、交点和拐点等;(4)根据需要运用辅助线,如等温线、等压线等。图像分析p33理中生图、图中有理、图理融合图 像 分 析看面------看线------看点①看面(即看清纵坐标与横坐标)②看线(即线的走向和变化趋势)③看点(即起点、拐点、交点、终点)判断:“图说”与“勒说”相结合卷别 考查对象 考点分布焓变 反应速率 图像 速率方程 反应条件的选择 平衡常数 (平衡)转化率/产率 其它计算 陌生信息 (热)化学方程式 电化学 物质结构河南卷 制备丙烯 √ 反应历程 √ √说理 √ 热值/浓度 √河南卷 H2+CO制备 √ √说理 Kp 利用率 √ √ √说理 分区/价电子/VSEPR/晶胞组成四川卷 乙二醇 √ 自发性 √ √ √说理 Kc √ √全国卷 乙酸乙酯 √ 燃烧热 √ √ 说理 √ √ 沸点比较2025年化学反应原理考点统计(速率与平衡)一、速率—时间图像(v-t图像)二、物质的量(或浓度)—时间图像(c(B)-t图像 )三、含量—时间—温度(压强)图像(φ(B)-t-T/P图像 )四、含量(或转化率)—压强—温度图像(φ(B)-P-T图像 )五、速率—温度(压强)图像(v-T/P图像 )v正v正’v逆v逆’vt正反应是 热反应m + n p + q1.在密闭容器中,一定条件下进行反应:mA (g) + nB (g) pC (g) + qD (g),若增大压强或升高温度,v正’、v逆’变化均如图所示。放<一、速率—时间图像 (v-t图像)V(正)V(逆)V(正)V(逆)2.密闭体系中发生反应:N2+3H2 2NH3 △H﹤0下图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图。回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是:(2)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?(3)下列时间段中,氨的百分含量最高是( )A. 0~t1 B. t2~t3 C. t3~t4 D. t5~t6v0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t0~t1、t2~t3、t3~t4 、t5~t6t1:升高温度,At3:使用催化剂,t4:减小体系压强3.在恒容密闭容器中加入一定量CaSO4和CO,一定温度下发生反应:CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH=+218.4 kJ·mol-1,CO的反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是 ( )A.升高温度,该反应正反应速率增大,逆反应速率减小B.再加入少量CaO固体,平衡向逆反应方向移动C.图示中t1 min时改变的条件可能是减小 c(CO),同时增大c(SO2)D.气体的平均相对分子质量不变时,不 能说明反应达到平衡√4.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列由图可得出的正确结论是 ( )A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段√5.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4 (s) 2NH3(g)+CO2(g);甲酸铵分解反应的逆反应的焓变 △H (填">"、"<"或"=")下图是该反应的逆反应速率随时间变化的曲线①分析右图,从反应开始至t1时间内,v正和v逆的大小关系为______②t1时改变了某种反应条件,改变的条件可能是 (填字母)。a.增加 NH2COONH4(s)的量b.增大NH3(g)的浓度c.增大 CO2(g)的浓度d.加入催化剂e.升高温度f.增大压强v正>v逆bcdef二、物质的量(或浓度)—时间图像(c(B)-t图像 )1.100 ℃时,向某恒容密闭容器加入1.6 mol·L-1的Q后会发生反应:2Q(g) M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 ( )A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内,v(Q)=0.02 mol·L-1·s-1B.a、b两时刻生成Q的速率:v(a)C.用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应 速率:v(ab)>v(bc)=0D.其他条件相同,起始时将0.2 mol·L-1氦气与Q混合, 则反应达到平衡所需时间少于60 s√2.利用催化技术可将汽车尾气中的NO和CO转化为CO2和N2,反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH。初始时c(NO)=6.50×10-3 mol·L-1,c(CO)=4.00×10-3 mol·L-1。在不同的催化剂比表面积(Ⅰ=Ⅲ≠Ⅱ)和不同温度下(T1、T2温度改变对催化剂活性的影响忽略),CO的浓度随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 ( )A.T1>T2B.ΔH<0C.催化剂比表面积:Ⅰ>ⅡD.NO与CO的平衡转化率相等√3.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g) N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线_____表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是______。Xb、d(2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=_____mol/(L·min);反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是 ______________。(3)若要达到与d最后相同的化学平衡状态,在25 min时还可以采取的措施是_____。A.加入催化剂 B.缩小容器体积C.升高温度D.加入一定量的N2O40.04加入了0.4molNO2BD相同的化学平衡状态即百分含量相同4.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g)(△H<0)(1)降低温度,该反应K值______,二氧化硫转化率______,化学反应速度______(以上均填增大、减小或不变)(2)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于第一次平衡状态的时间是_________。增大增大减小15~20 min(3)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是_____ _______________(用文字表达),10-15min的曲线变化的原因可能是____(填写编号)a.加了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO3的物质的量.增加了O2的量ab5. 如图所示为一恒压容器.在恒定温度下,将4molNO2和1molO2混合后由A口快速充入容器,封闭A口,4NO2(g)+O2 2N2O5(g)。在t1时刻达到平衡,t2时刻再从A口快速充入一定量N2O5(g),封闭A,t3时刻重新达平衡。混 合气体中N2O5的体积分数(纵坐标)随时间(横坐标)变化的曲线正确的是____。C已知2NO2(g) N2O4(g)△H<0,v正(NO2)=k1c2(NO2),v逆(N2O4)=k2c(N2O4),k1、k2为速率常数,只与温度有关,T0时,k1=k2。将一定量NO2充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间变化如图所示(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是( )A.d点,v正(NO2)> v逆(NO2)B.T0时,该反应的化学平衡常数 K=1C.T1时,k2=0.6k1,则T1>T0。D.c、d两点对应气体的平均摩尔质量:Mc>MdDaA (g) + bB (g) cC (g)C%tT1T2T1 T2正反应是 热反应tP1P2A%P1 P2a + b c<放<>先拐先平,数值大百分含量(或转化率)-时间-温度(或压强)图像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或表示的压强较大。斜率即速率,平台即平衡。三、含量—时间—温度(压强)图像(φ(B)-t-T/P图像 )1.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 ( )A.T1p2,m+n>p,放热反应B.T1>T2,p1p,吸热反应C.T1p2,m+nD.T1>T2,p1√2.在密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应:2A(g)+B(?) 2C(g)+D(g),C的体积分数(C%)随时间的变化趋势符合如图关系:下列说法正确的是 ( )A.B物质可能是气体B.若在F点时压缩容器体积,达新平 衡时C的浓度将增大C.该反应为吸热反应D.恒温恒容下达平衡后,向容器中再加入2 mol A和1 mol B,A的体积分 数减小√1.已知反应N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是A.A、C两点气体的平均相对分子质量:A>CB.A、C两点气体的颜色:A浅,C深C.由状态B到状态A,可以用加催化剂的方法D.A、C两点的反应速率:A>C√定一议二勒夏特列原理只适用于一个条件的改变,所以图像中有三个变量,先固定一个量,再讨论另外两个量的关系。辅助线:竖直做垂线四、百分含量(或转化率)--压强 --温度图像 ( φ(B)-P-T图像)2.下列图象中,不能表示可逆反应A2 (g) + 3B2 (g) 2AB3 (g) (正反应放热)平衡体系的是( )v正v逆vTaA2T100atm10atm1atmAB3%P400℃500℃600℃A2%t100℃200℃ABCDD3.下面的各图中,表示2A(g)+B(g) 2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为 ( )√mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)Tvv逆v正T1T2正反应吸热Tvv正v逆正反应吸热五、速率—温度(压强)图像 ( v—T/P图像)2SO2(g ) +O2(g ) 2SO3(g ) ΔH<02SO2(g ) +O2(g ) 2SO3(g ) ΔH<0下列各图是温度(或压强)对2A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响,曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,其中正确的是( )C特殊曲线分析二1.对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH M点前,表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程,则v正>v逆,M点为平衡点,M点后为平衡受温度的影响情况。ΔH 0;m+n p+q。TC%450℃PA%P1类型一 抛物线型曲线分析2.反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH=Q的变化曲线如下图:(1)M点之前,温度低反应速率小,测定时反应为 状态,v正 v逆。(2)M点为 ,M点后为平衡移动受温度影响的情况。升高温度,平衡向 移动,Q 0。(3)由图2可得出a+b c+d。非平衡>平衡点逆反应方向<<3.可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g),反应过程中C的质量分数与温度的关系如图所示。请回答(1)正反应为 热反应(填“放”或“吸”)。(2) t < 500 ℃ 时,ω(C)逐渐增大是因为____________________________________________________________________________________________________________(3) t > 500 ℃ 时,ω(C)逐渐减小是因为__________________________________________________________________________________________________________放当 t < 500 ℃ 时,反应从正向开始且未达平衡,温度升高,反应速率加快,且v正>v逆 ,所以 ω(C)随温度升高而增大。当 t > 500 ℃ 时,温度升高,反应速率加快,但v正<v逆,平衡向逆反应方向移动,所以ω(C)随温度升高而减小。4. 在容积相同的不同密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度,任其发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在t时刻分别测定其中的体积分数,并绘成下图曲线。⑵此反应的正反应是______热反应。⑶T1到T2变化时,v正 v逆,T3时,v正 v逆, T3到T4变化时,v正 v逆。⑴A、B、C、D、E中,尚未达到化学平衡状态的点是 。AB放>=<5.有可逆反应A(g)+B(g) 2C(g),在不同温度下经过一定时间,混合物中C的体积分数与温度的关系如图所示。填写下列空白:(1)由T1向T2变化时,v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。(2)由T3向T4变化时,v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。(3)反应在 温度下达到平衡。(4) 正反应为 热反应(填“放”或“吸”)。﹥<T3放类型二 曲线及曲线外标记特殊点图像 平衡状态和非平衡状态的判断对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(如图),分析E、F点反应进行的方向。(1)L线上所有的点都是平衡点,L线上方(E点),A%大于平衡体系的A%,则E点Q K,反应 进行,v正 v逆。(2)同理分析,F点Q K,反应 进行,v正 v逆。<正向>>逆向<1.下图是在其它条件一定时,反应2NO+O2 2NO2△H<0 中NO 的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E 5点,其中表示未达平衡状态且v正>v逆的点是 。CD0ABCEDTNO转化率2. 右图中的曲线是表示其他条件一定,2NO+O2 2NO2(正反应是放热反应)反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正>v逆的点是( )C平衡点﹥<3.如图所示曲线是其他条件不变时,某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。曲线上所有的点都是 ,点3必须向正反应方向移动才能达到平衡状态,所以点3 v正 v逆,点1 v正 v逆。4.下图是在其它条件一定时,反应:2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) △H<0NO 的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E 5点。(1)其中表示已达平衡状态v正=v逆的点是 。(2)其中表示未达平衡状态,v正>v逆的点是 。(3)其中表示未达平衡状态,v正0ABCEDTNO转化率BDAECA.m+n<pB.n>pC.x点的状态是v正>v逆D.x点比y点的反应速度慢α(B)压强0XYBD5.可逆反应: mA(s)+nB(g) pC(g);△H<0,在一定温度下B的转化率与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是 。6.对于反应N2O4(g) =2NO2(g)在温度一定时,平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变化情况如图所示(实线上的点为对应压强下的平衡点),下列说法中正确的是 ( )A.A、C两点的正反应速率的关系为v(A)>v(C)B.A、B、C、D、E各点对应状态中,v正C.维持p1不变,E点→A点状态所需时间为x;维持p2不变,D点→C点状态所需时间为 y,则 xD.使E点状态沿水平方向到达C点状态后,再沿平衡曲线到达A状态,从理论上来讲,可选用的条件是从p1突然加压至p2,再由p2无限缓慢降压至p1A. A、C两点的正反应速率的关系为v(A) > v(C)B. A、B、C、D、E各点对应状态中,v正C.维持p1不变,E点→A点状态所需时间为x;维持p2不变,D点→C点状态所需时间为 y,则 xD.使E点状态沿水平方向到达C点状态后,再沿平衡曲线到达A状态,从理论上来讲,可选用的条件是从p1突然加压至p2,再由p2无限缓慢降压至p1√1. 2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0,v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用右图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为 (填字母)。AE当v正=v逆时为平衡状态,升高温度正、逆反应速率均增大,对应两点在1.6上面,升高温度,平衡向正反应方向移动,x(HI)减小(A点符合),x(H2)增大(E点符合)。类型三 与平衡移动有关的多曲线图像分析方法:抓住关键,确认是平衡还是速率问题2.向恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为1.0 mol·L-1的CH4与CO2,一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。为探究速率与浓度的关系,根据相关实验数据,粗略地绘制出了两条速率-浓度关系曲线:v正~c(CH4)和v逆~c(CO),如图2所示。下列说法错误的是( )A.压强为p3时,b点处v正B. p3>p2>p1C.与曲线v正~c(CH4)相对应的是图2中曲线甲D.降低温度,反应重新达到平衡时,v正、v逆相应的平衡点分别为B、FC类型四 根据图像判断催化效率或反应的选择性丙烷催化直接脱氢反应:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+124.3 kJ·mol -1 (ⅰ)副反应:C3H8(g) C2H4(g)+ CH4(g) ΔH2 (ⅱ)(1)反应ⅰ的平衡常数、产物丙烯选择性、副产物乙烯选择性与温度的关系如图所示,分析工业生产中采用的温度为650 ℃左右的原因是_______________________________________。(2)温度为 670 ℃时,若在 1 L 的容器中投入8 mol C3H8,充分反应后,平衡混合气体中有 2 mol CH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4,计算该条件下C3H6 的选择性为 %(C3H6的选择性=×100%)。丙烯选择性高,反应速率快,平衡常数大502025西北四省2025辽吉黑2025河南2025安徽2025湖南2025云南2025甘肃转化率/选择性与T,P关系图转化率等同于速率吗?速率=转化量/时间,而转化率=转化量/投料量。所以如果想用转化率/时间来表示速率,这里面就又多掺杂了一个影响因素:投料量。这个问题的根源就在于,转化率本身就是两个量的比值,也就是受到两个因素的影响。在没有确定其中一个因素是否恒定的前提下,直接判断另一个因素对结果的影响是很有可能出问题的。1. 在某容积一定的密闭容器中,发生下列的可逆反应:A(g) + B(g) xC(g),如图(T表示温度,P表示压强,C% 表示C的体积分数)所示的反应曲线,试判断对图的说法中正确的是( )A.P3<P4,Y轴表示B的转化率B.P3>P4,Y轴表示B的体积分数C.P3<P4,y轴表示混合气体的密度D.P3>P4,y轴表示混合气体的平均摩尔质量D2.对于可逆反应 A(g) +2B(g) 2C(g) △H>0,下列图像中正确的是( )vPP1P2v正v逆a%t600℃400℃3.同时符合上边两个图象的反应是______ (v表示反应速率、a%表示某气态生成物的体积分数)A、N2O3(g) NO2(g) + NO(g) (正反应为吸热反应)B、CO2(g) + C(s) 2CO(g) (正反应为吸热反应)C、3NO2(g) + H2O(l) 2HNO3(l) + NO(g) (正反应为放热反应)D、4NH3(g) + 5O2(g) 4 NO(g) + 6H2O(l) (正反应为放热反应)A B4.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量)根据以上规律判断,下列结论正确的是( )A.反应Ⅰ:△H>0,P2>P1B.反应Ⅱ:△H<0,T1<T2C.反应Ⅲ:△H>0,T2>T1;或△H<0,T2<T1D.反应Ⅳ:△H<0,T2>T1C(2025四川卷)18 (13分)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(1)②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(1)已知:△fHm 为物质生成焓,反应焓变△H=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。物质 HCHO(g) CO(g) H2(g) HOCH2CH2OH(I)△fHm KJ/mol -116 -111 0 -455回答下列问题:(1)生成乙二醇的总反应③,其热化学方程式为__________________△S 0(填“>”“<”或“=”),反应在 (填“高温”或“低温”)自发进行。(2)恒压时,合成气中n(H2):n(CO)增大,HOCH2CHO(羟基乙醛)单位时间产率降低,其原因是____________________________________HCHO(g)+CO(g)+2H2(g) = HOCH2CH2OH(1) △H=-228KJ/mol增大n(H2):n(CO),相当于增大了H2的浓度,降低CO的浓度,反应①的速率变化可能不明显,但增大H2的浓度反应②正向速率加快,消耗HOCH2CHO加快,单位时间内HOCH2CHO产率降低。<低温乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(1)②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(1)(3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)。平衡常数与温度之间满足关系InK= +常数,反应②和④的lnK与1/T的关系如图所示,则△H2 △H4(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应适当 (填“升高”或“降低”)反应温度,理由是__________随温度降低,反应②的平衡常数增大更快,所以低温时生成更多的主产物,相当于抑制了副反应。<降低乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇,①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(1)②HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(1)(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛起始浓度为1.0mol·L-1。①反应5h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率=_______mol·L-1·h-1②溶剂中H2和CO浓度分别保持为1.0×10-4mol·L-1、6.0×10-4mol·L-1,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为18%、34%、14%,生成乙二醇的平衡常数K= (mol·L-1)-3(科学记数,保留小数点后2位)。0.1121.67×1011工业上思考问题一般是用工程思维,要追求最大的经济效益和社会效益,需要提高单位时间的产量,平衡往往要向速率让步。(也就是要优先考虑速率因素) 展开更多...... 收起↑ 资源预览