20 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Ⅱ）

新高考方案·专题增分方略化学 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）融人其中，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， 有关平衡图像题的解题流程 [典例](2023·辽宁等级考·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 S02(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 特殊点 中间态（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 化学反应的连线变化过程 正确的是 出线的相互关系 图像的基本意义 =0.88 在依据化学反应原理中反应速率和平衡移动 -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 4704804905005105201 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、交叉点、平衡 找 点等的基础上，分析这些点的意义及影响这些 b.a=0.88的曲线代表平衡转化率 点 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a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 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 分析出线关联 80 60 线 判断AH正负 平衡常数K 曲线 0 a-V- 轴 变化 反应速率” 量计 判断气体 趋势 d-V K Cs Ce 分了数变化 0 算 点 300 350400450500550 转化*a 压强对化学平衡的影响 温度/℃ 图2 92)进 第四板块化学反应与平衡 (3)设O2的平衡分压为，SO2的平衡转化率为： 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误 ae。用含p和ae的代数式表示上述催化氧化 的是 () 反应的K。= (用平衡分压 代替平衡浓度计算)。 [解题观摩] 第一步：通过读图识图获取有用信息 由图1可得以下信息： T/K ①根据不同转化率下的反应速率曲线可以看 A.<r2 出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢： B.反应速率：正<正 ②从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温 C.点a、b、c对应的平衡常数：K.<Kb=K, 度下，转化率越低反应速率越快： D.反应温度为T1,当容器内压强不变时，反应 ③从图像可以看出随着转化率的增大，最大反 应速率不断减小。 达到平衡状态 由图2可得以下信息： 2.[双选]在体积为2L的恒容密闭容器中发生反 从图中可以看出在300~550℃区间内，在相同 应xA(g)十yB(g)=C(g),图1表示200℃ 温度下，催化剂(V-K-Cs-Ce)对应SO2的转化率好。 时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系， 第二步：对获取的图像信息进行加工处理 图2表示不同温度下平衡时C的体积分数随起 (1)由题图可知，温度高于一定值时，温度升高， 始n(A):n(B)的变化关系。则下列结论正确 反应速率减小，错误：由题图可知，相同温度下，转 的是 () 化率越低，反应速率越大，但转化率小于0.88时的 颜1 反应速率图像没有给出，故无法判断a=0.88的曲 三0.8 线能否代表平衡转化率，b错误；由题图可知，a越 0.6 大，反应速率最大值对应温度越低，C正确；可根据不 0.1 多 200℃ 同口下的最大速率，选择最佳生产温度，d正确。 0.2 100℃ (2)由题图可知，在相同温度下d催化剂对应的 5 t/min a n(A):n (B) SO2转化率最高，故其催化性能最佳。 图1 图2 (3)设S)2的起始分压为2x,结合题中信息 可得： s0.(g0)+0,g3S0 A.200℃时，反