17 第四板块 层级Ⅱ 微专题(二) 化学反应速率与平衡图像-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材 江苏专用）

第四板块 化学反应与平衡 微专题（二） 化学反应速率与平衡图像 纵观近几年高考化学试题，涉及化学反应速率和化学平衡类的题目，往往结合图像来呈现。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。特别是近几年高考住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人坐标 体系图像中，让图像的判读更加复杂困难。解题时要抓住曲线中的关链点和曲线的变化趋势，建立解题思维横 型，运用速率和平衡理论解答图像中反央出的具体问题 有关平衡图像题的解题流程 [典例](2023·复宁苦极专·节选)接触法制 第一步：通过读图识图获取有用信息 硫酸的关键反应为SO2的催化氧化： 横坐标 外界条件变化 S0(g)+20(g一S0,(g) 纵坐标 反应体系变化 △H=-98.9kJ·mol-1 起点 始态 (1)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生 点 特蛛点 中网态（突变点、拐点等） 产温度，绘制相应转化率（α）下反应速率（数值 终点 终态 已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法 线 趋势 化学反应的连续变化过程 正确的是 曲线的相互关系 图像的本意义 a-0.88 在依据化学反应原理中反应速率和平衡移动 a=0.90 知识解读图像的基础上，还需要进行如下思考： a=0.92 在明确横，纵坐标含义的基础上，用变量的观点 明 . 470480490500510520 分析坐标，找出横、纵坐标的关系，再联想相应 温度/℃ 标 的已学化学知识 图1 a.温度越高，反应速率越大 在找出曲线中的起点、拐点、终点、交义点、平衡 找 b.a=0.88的曲线代表平衡转化率 点等的基础上，分析这些点的意义及影响这些 点的主要因素有哪些 c.α越大，反应速率最大值对应温度越低 d,可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产 正确分析曲线的变化趋势（上升、下降、平缓，转 析 折等)，同时对走势有转折变化的曲线要分段分 温度 线 析，研究各段曲线变化趋势及其含义 (2)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其 进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关 第二步：对获取的图像信息进行加工处理 系如下图所示，催化性能最佳的是 (对图像信息加工处理的角度如图所示) (填标号)。 审题的出发点： 明确研究对象 温度对化学 读图 平衡的影响 80 分析曲线关联 60. 线 平衡常数K 曲线 判断△H正负 40 定 轴 变化 计算 分 判断气体 d-V-K-Cs-Cg 反应速率节 趋势 点 分了数变化 300 350400450500550 温度/℃ 转化米x 压强对化学平衡的影响 图2 83 新高考方案·专题增分方略化学 (3)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为 ”起始(H2)=1：4时，CO2平衡转化率、在催化剂作 a。用含p和ae的代数式表示上述催化氧化 用下反应相同时间所测得的C(),实际转化率随温 反应的K。= (用平衡分压 度的变化如图所示。CH的选择性可表示为 代替平衡浓度计算)。 n生成(CH,) [解题观摩] 发应(CO2) ×100%。下列说法正确的是(） 第一步：通过读图识图获取有用信息 100 X. C0。平衡 由图1可得以下信息： 80 较化率 ①根据不同转化率下的反应速率曲线可以看 60F (02实际 出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢； 转化苹 40 ②从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温 度下，转化率越低反应速率越快： 20 300 400500600 ③从图像可以看出随着转化率的增大，最大反 温度/℃ 应速率不断减小。 A.反应2C0(g)+2H2(g)一CO2(g)+ 由图2可得以下信息： CH4(g)的焓变△H=-205.9kJ·mol1 从图中可以看出在300~550℃区间内，在相同 B.CH1的平衡选择性随着温度的升高而增加 温度下，催化剂(V-K-Cs-Ce)对应SO2的转化率好. C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范 第二步：对获取的图像信息进行加工处理 围约为480530℃ (1)由题图可知，温度高于一定值时，温度升高， 反应速率减小，a错误：由题图可知，相同温度下，转 D50℃时，提高出的值或增大压强， 化率越低，反应速率越大，但转化率小于0,88时的 均能使CO2平衡转化率达到X点的值 反应速率图像没有给出，故无法荆断a=0.88的曲 2.(2022·红苏誉双考)乙醇水催化重整可获得H2。 线能否代表平衡转化率，b错误：由题图可知，a越 其主要反应为C2HOH(g)十3H2O(g) 大，反应速率最大值对应温度越低，心正确：可根据不 2C02(g)+6H2(g)△H=173.3kJ·mol-1, 同a下的最大速率，选择最佳生产温度