第2章 微专题2 化学反应速率和化学平衡图像（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学 选择性必修1（人教版2019 不定项版）

微专题2　化学反应速率和化学平衡图像 [对应学生用书P42] 1．解答化学平衡图像题的一般思路 2．解答化学平衡图像题的常用技巧 (1)“先拐先平数值大”：曲线先出现拐点的首先达到平衡，说明该曲线的反应速率大，则温度较高压强较大、有催化剂等。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)“定一议二”：当图像中有三个量(横轴、纵轴和曲线所代表的温度或压强)时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线，适用于α(或c，含量)­t­p图像的分析。 【例1】 (2023·贺州高二质检)对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是(　　) A．依据图甲可判断正反应为放热反应 B．在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率 C．图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动 D．依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＜0 C　解析：依据图像分析，温度升高逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应，可以判断正反应为放热反应，A正确；使用催化剂化学反应速率增大，缩短反应达到平衡的时间，化学平衡不移动，X的转化率不变，故虚线可表示使用了催化剂，B正确；该反应是一个气体体积缩小的反应，减小压强使平衡逆向移动，则v正＜v逆，但减小压强化学反应速率减小，故v正、v逆均减小，C错误；温度升高平均相对分子质量减小，总质量不变，说明气体物质的量变大，平衡逆向进行，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，即ΔH＜0，D正确。 【例2】 (2023·成都七中高二调研)以CO2和H2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。向2 L容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)，测得反应在不同温度和压强下，平衡混合物中CH3OH体积分数如图所示。下列说法错误的是(　　) A．p1＞p2 B．a点CO2的转化率为75% C．a、b、c三点对应的化学反应速率v(a)＜v(c)＜v(b) D．b→a过程，平衡向正反应方向移动 C　解析：增大压强，平衡向正向移动，CH3OH的体积分数增大，则p1＞p2，A正确；设a点CO2的转化量为x mol，氢气的转化量为3x mol，甲醇的生成量为x mol，水的生成量为x mol，则x mol/(1－x＋3－3x＋x＋x) mol＝30%，解得x＝0.75，则CO2的转化率为75%，B正确；随着温度的升高，反应速率增大，压强越大，反应速率越大，则v(a)＜v(b)＜v(c)，C错误；随着温度的升高，甲醇的体积分数减小，平衡向逆向移动，正反应为放热反应，b→a过程，温度降低，则平衡向正反应方向移动，D正确。 解答本题的思路如下： (1)析图像：①纵坐标是CH3OH的体积分数CH3OH/%，横坐标是温度(T)；②CH3OH/%随温度升高而逐渐减小。 (2)想规律：升高温度，CH3OH/%平衡逆反应方向移动反应的ΔH＜0b→a过程平衡移动方向。正反应是气体总体积减小的反应增大压强，平衡正向移动p1、p2的大小。 1．(2023·湘鄂冀七校高二联考)在恒容密闭容器中充入N2O4并发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g)　ΔH，温度T1、T2下NO2的物质的量浓度随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．ΔH>0 B．T1＞T2 C．平衡常数表达式为K＝ D．反应达到平衡后，保持其他条件一定，充入少量的稀有气体，反应速率保持不变 C　解析：根据“先拐先平数值大”规律，由图可知，温度：T1>T2，即温度高生成物浓度大，该反应为吸热反应，ΔH>0，A、B正确；平衡常数表达式为生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，则该反应的平衡常数为K＝，C错误；容器体积恒定，反应达到平衡后，其他条件不变，充入少量的稀有气体，体系中各物质的浓度不变，故反应速率不变，D正确。 2．(2023·黑龙江八校联合体高二联考)反应3A(g)⇌2B(g)＋C(g)(放热反应)的反应速率随时间变化如图所示，在t1、t3、t4、t5时刻都只有一个条件发生改变。下列判断正确的是(　　) A．t2～t3阶段，A的转化率最小 B．t3时，改变的条件一定是使用了催化剂 C．t5时，改变的条件一定是升高了温度 D．t6～t7阶段，C的百分含量最大 C　解析：该反应是气体体积不变的放热反应，由图可知，t1时平衡破坏是因为增大了生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；t3时平衡破坏是因为使用了催化剂或增大了气体的压强，平衡不移动；t4时平衡破坏是因为减小了气体的压强，平衡不移动；t5时平衡破坏是因为升高温度，平衡向逆反应方向移动，则O～t1段，