专题08 化学反应速率及平衡图像问题的分析-2021-2022学年高一化学期末复习重点专题突破（人教版2019必修第二册）

2021-2022学年高一化学期末复习重点专题突破 专题08 化学反应速率及平衡图像问题的分析 方法探究 一、化学平衡建立过程中反应速率变化图像 根据图像可进行如下分析： 二、化学平衡建立过程中物质的量变化图像 根据图像可进行如下分析： 1．分清反应物和生成物，物质的量减小的是反应物，物质的量增加的是生成物，生成物多数是以原点为起点。 2．根据相同时间内反应物和生成物的物质的量变化，可计算各物质的化学反应速率，再根据化学反应速率之比等于各自的化学计量数之比，可推出反应的化学方程式。 3．找出反应达到平衡的时间点，进而通过图中数据，可计算得到反应达到一定时间下，反应物的物质的量、生成物的物质的量以及反应物的转化率等。 三、有关化学反应速率和化学平衡的计算 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如： 　　　　　 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a−mx b−nx px qx (1)关于反应物转化率的计算 A的转化率=×100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等) (2)关于某气体组分的体积分数的计算 气体A的体积分数=×100% 四、解答化学反应速率及化学平衡图像题的方法技巧 化学反应速率及化学平衡的图像，能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。图像题是化学中常见的一种题目，做这类题既要读文字内容，又要读图。解答化学反应速率图像题三步曲:“一看”、 “二想”、“三判断”; “一看”——看图像 ①看坐标轴:弄清纵、横坐标表示的含义;②看线:弄清线的走向、趋势;③看点:弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如曲线的折点、交点、最高点与最低点等;④看量的变化:弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化等。 “二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。 “三判断”——通过对比分析，作出正确判断。 典例剖析 例1 空气中久置的铝片5.0g投入盛有50mL0.5mol/L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率v与反应时间t可用如图所示的曲线来表示。下列推论错误的是 A．0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液 B．b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高 C．t=c时反应处于平衡状态，产率最大 D．t＞c时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低 【答案】C 【分析】 由图可知，开始不生成氢气，为氧化铝与硫酸的反应，然后Al与硫酸反应生成氢气，开始温度较低，由于反应放热，则温度升高反应速率加快，后来，氢离子浓度减小，则反应速率减小； 【详解】 A．因铝的表面有一层致密的Al2O3能与硫酸反应得到盐和水，无氢气放出，发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，故A正确； B．在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，且后者为主要因素，故B正确； C．t=c时反应反应没有停止，继续生成氢气，则产率不最大，故C错误； D．随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小，故D正确； 故选：C。 例2 向容积为2.0L的密闭容器中通入一定量的 N2O4(无色气体)和 NO2 的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g) ΔH > 0，体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．64s 时，反应达到化学平衡状态 B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深 C．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高 D．前100s内，用NO2 浓度的变化表示的化学反应速率是 0.008mol·L-1·s-1 【答案】B 【详解】 A．由图可知，64s后二氧化氮和四氧化二氮的浓度依然发生改变，说明正逆反应速率不相等，反应未达到化学平衡状态，故A错误； B．二氧化氮气体为红棕色，四氧化二氮为无色，由图可知，平衡前二氧化氮的浓度增大，则混合气体的颜色逐渐变深，故B正确； C．由方程式可知，该反应为吸热反应，则该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低，故错误； D．由图可知，前100s内，二氧化氮物质的量的变化量为(1.0—0.2)mol=0.8mol，则用二氧化氮浓度的变化表示的化学反应速率是 =0.004mol·L-1·s-1，故D错误； 故选B。 例3 某可逆反应在体积为5