内容正文:
化 学
第七章 化学反应速率
化学平衡
专题讲座四 化学反应速率、
化学平衡图像题
➢ 对应学生用书P159
类型一 利用图像“断点”判断影响反应速率的外界条件
可逆反应达到平衡后,若某一时刻改变外界条件,速率-时间图像的曲线可能会出现“渐变”或“突变”。根据“断点”前后速率的大小变化,即可对外界条件的变化情况作出判断。
图像 速率变化分析 条件变化判断 平衡移动方向判断
v'正突变,v'逆渐变,且v'正>v'逆 增大反应物浓度 平衡正向移动
v'正、v'逆都突然减小,且v'正>v'逆 ①降低温度(正反应放热);
②减小压强(正反应气体总体积增大) 平衡正向移动
图像 速率变化分析 条件变化判断 平衡移动方向判断
v'正、v'逆都突然增大且增大程度相同 ①使用催化剂;
②增大压强(反应前后气体总体积不变) 平衡不移动
1.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示,正逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法中正确的是 ( )
A.30~40min间该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.前8minA的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1
解析 若使用催化剂,则化学反应速率加快,A项错误;由甲图像可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1,由乙图像可知,30min时改变的条件为减小压强,40min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B项、C项错误;前8minA的平均反应速率为=0.08mol·L-1·min-1,D项正确。故选D。
答案 D
2.一定温度下,密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.t2时改变的条件:只加入一定量的SO2
B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3
C.t1时平衡混合气的大于t3时平衡混合气的
D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
解析 t2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,速率大于原来的速率,A错误;平衡常数只与温度有关,一定温度下,K值不变,B错误;平衡状态相同,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,故C错误、D正确。故选D。
答案 D
类型二 突破常规图像
1.含量—时间—温度(压强)
(C%指产物的质量分数,B%指反应物的质量分数)
[识图技巧] “先拐先平,数值大”,即曲线先出现拐点的首先达到平衡,反应速率快,以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。
2.恒压(或恒温)线
(α表示反应物的转化率,c表示反应物的平衡浓度)
图①,若p1>p2>p3,则正反应为气体体积减小的反应;ΔH<0。
图②,若T1>T2,则ΔH<0;正反应为气体体积增大的反应。
[识图技巧] “定一议二”,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。
3.几种特殊图像
(1)如图,对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M点前,表示化学反应从反应物开始,v正>v逆;M点为刚达到平衡的点;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。
(2)如图,对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点),A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以,E点v正>v逆;则L线的右下方(F点),v正<v逆。
3.在绝热恒容的容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g) ΔH<0,C的浓度变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.当容器的压强不发生改变时,化学反应达到平衡状态
B.在10min时,B的反应速率为0.60mol·L-1·min-1
C.增加反应物A,可提高B的转化率
D.不同时刻都存在2v(B)=v(C),平衡常数为K=0.25
解析 A.该反应是气体体积不变的反应,反应发生过程中,气体的物质的量不随反应进行而变化,但由于该反应为放热反应,在绝热容器中,随反应进行温度会升高,导致容器的压强会增大,当容器的压强不发生改变时,说明化学反应达到平衡状态,故A正确;B.可以求出前10minB的平均反应速率为2×=0.60mol·L-1·min-1,但