专题微课3.6 精研究——化学反应速率与化学平衡的有关图像（Word教参）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（老教材）

专题微课3.6　精研究——化学反应速率与化学平衡的有关图像 化学反应速率与平衡图像是每年高考主观大题中的必考内容，试题利用数形结合的三维曲线图，将影响化学反应速率和化学平衡的外界因素(如温度、浓度、压强等)融入其中，充分考查学生的分析与推理能力。特别是近几年高考往往将工业生产中投料比、转化率的变化及反应条件的控制等融入坐标体系形成的图像，承载着“立体”信息的功能。解题时要抓住曲线中的关键点和曲线的变化趋势，建立解题思维模型，运用速率和平衡理论解答图像中反映出的具体问题。 　　　　　　　　　　　　　　　　 析高考—清清楚楚备考 1．(2023·山东等级考·节选)一定条件下，水气变换反应CO＋H2OCO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.HCOOHCO＋H2O(快) Ⅱ.HCOOHCO2＋H2(慢) 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 T3温度下，在密封石英管内完全充满1.0 mol·L－1 HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L－1、0.16 mol·L－1，反应Ⅱ达平衡时，测得H2的浓度为y mol·L－1。体系达平衡后＝____________(用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为__________。 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L－1盐酸，则图示点a、b、c、d中，CO新的浓度峰值点可能是________(填标号)。与不含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)，的值________(填“增大”“减小”或“不变”)。 解析： 由上述分析及近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态，知t1时刻之后一氧化碳的浓度始终是甲酸浓度的5倍，反应Ⅱ平衡时c(CO2)＝c(H2)＝y mol·L－1，则结合碳原子守恒知，平衡体系中c(HCOOH)＝×(1.0－y)mol·L－1，c(CO)＝×(1.0－y)mol·L－1，＝＝，反应Ⅱ的平衡常数K2＝。加入0.10 mol·L－1盐酸后，H＋作催化剂，反应Ⅰ的反应速率加快，达平衡的时间缩短，反应Ⅱ消耗HCOOH减少，HCOOH的浓度增大，故CO的浓度峰值变大，则CO新的浓度峰值点可能是a点。由图可知，与不含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度减小(从a点做竖直垂线，观察CO2浓度变化)。温度不变，反应Ⅰ的平衡常数值不变，故的值不变。 答案：　　a　减小　不变 2．(2021·全国乙卷·节选)McMorris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp： 2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1 2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2 得到lg Kp1～和lg Kp2～均为线性关系，如下图所示： (1)由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。 (2)反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程：___________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)纵坐标为lg Kp1、lg Kp2，横坐标为×103。由题图可知，lg Kp2随着的增大逐渐减小，即Kp2随着温度的降低逐渐减小，说明对于反应2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)，降低温度，平衡逆向移动，则ΔH大于0。(2)把已知两反应按顺序编号为ⅰ、ⅱ，根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ可得2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)　K＝Kp1·Kp2。设T1>T2，即<，由题图可知，lg Kp2随着的增大而减小，即lg Kp2(T2)<lg Kp2(T1)；lg Kp1随着的增大而增大，即lg Kp1(T2)>lg Kp1(T1)。由题给图像斜率可知，由T2到T1，lg Kp1与lg Kp2的变化量的关系为lg Kp2(T1)－lg Kp2(T2)>lg Kp1(T2)－lg Kp1(T1)