内容正文:
考点四 化学反应速率和平衡图像
[对应学生用书P112]
要点一 速率时间(vt)图像及分析
1.“渐变类”vt图像及分析
图像
分析
结论
t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变,增大反应物的浓度
t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变,减小反应物的浓度
t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变,增大生成物的浓度
t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变,减小生成物的浓度
2.“断点类”vt图像及分析
图像
t1时刻所改变的条件
温度
压强
升高
正反应为放热反应
增大
正反应为气体物质的量增大的反应
降低
减小
升高
正反应为吸热反应
增大
正反应为气体物质的量减小的反应
降低
减小
3.“平台类”vt图像及分析
图像
分析
结论
t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移动
其他条件不变,t1时使用催化剂
其他条件不变,t1时增大反应体系的压强且反应前后气体体积无变化
t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正=v′逆,平衡不移动
其他条件不变,t1时减小反应体系的压强且反应前后气体体积无变化
要点二 常考化学平衡图像及分析
1.转化率(或体积分数)与压强温度图像
(1)恒压线图像
(2)恒温线图像
[微点拨]表示两个外界条件同时变化时,反应物A的转化率变化情况,解决这类图像一般采用“定一议二”的方法,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。
2.两类特殊图像
(1)对于化学反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g),M点前,表示从反应开始,v正>v逆;M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升高温度,A%增加或C%减少,平衡逆向移动,则有ΔH<0。
(2)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线的上方(E点),A%大于此压强时平衡体系中A%,则E点满足v正>v逆;同理L线的下方(F点)满足v正<v逆。
[对应学生用书P113]
命题点1 浓度(速率、转化率)时间图像及分析
[典例1] (2022·广东卷)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)⥫⥬BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
C 解析:由图示可知,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,A错误; 在恒容密闭容器中,随着温度升高,反应达到平衡时氢气的物质的量减少,则平衡随着温度升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的物质的物质的量不随温度变化而变化,B错误;容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,C正确;BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,故平衡不移动,氢气的转化率不变,D错误。
基于定量分析的曲线判断:
[衍生1] (2023·湖南衡阳一模)T ℃时,含等浓度的AgNO3与Fe(NO3)2的混合溶液中发生反应Fe2+(aq)+Ag+(aq)⥫⥬Fe3+(aq)+Ag(s) ΔH<0,t1时刻,改变某一外界条件继续反应至t2(t2=4t1)时刻,溶液中c(Ag+)和c(Fe3+)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
已知:T ℃时,该反应的化学平衡常数K=1。
A.若t1时刻未改变外界条件,则此时该反应处于平衡状态
B.若t2时刻反应达到平衡,则t1时刻改变的条件可能为升温
C.若始终保持温度不变,则平均反应速率:vt1<vt2(vt1表示0~t1 s内Fe2+的平均反应速率,vt2表示0~t2 s内Fe2+的平均反应速率)
D.0~t2 s内Ag+的平均反应速率为mol/(L·s)
A 解析:混合溶液中AgNO3与Fe(NO3)2等浓度,则Ag+与Fe2+浓度相等,根据反应式可知,Ag+、Fe2+、Fe3+三者化学计量数之比为1∶1∶1,即三者变化量相等。若t1时刻未改变外界条件,则浓度商Q===1=K,故此时该反应处于平衡状态,A正确;该反应为放热反应,升温会导致平衡逆向移动,根据图像可知,t1时刻改变条件后,平衡正向移动,故