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专题13 含量—时间—温度(压强)图及分析(图像11秒杀)-2024年高考化学选择压轴题图像专项突破秒杀技巧及专项练习(原卷版)
含量—时间—温度(压强)图及分析秒杀思想
模型:特征:常见形式有如下图所示的几种。(C%指产物百分含量,B%指某反应物百分含量)在其他条件不变时,改变任一条件,如:使用催化剂或温度升高或压强增大,都能缩短到达平衡的时间,这种图象的折点表示达到平衡的时间,反映了反应速率的大小,可以确定T(p)的高低(大小),水平线高低对应于平衡移动方向。
关键要点分析
①试问:从第一图中,怎样判断a用了催化剂?还有哪一类反应,不用催化剂而改变其它因素,其变化趋势也与第一图完全相同?
因为a先达平衡且与b的平衡状态时C%的含量相同,即该因素应只是提高了反应速率而未使平衡移动,故a使用了催化剂,
另外如H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)等等体积反应,若改变压强,也仅是反应速率改变,平衡不发生移动,C%不变,其变化趋势也与图1完全相同。
②怎样从图第5图中判断出T2>T1,从图第9图中判断出p1>p2?
图5中,T2温度下反应先达平衡,故T2温度高,反应速率快,同理,图9中,p1压强下反应先达平衡,故p1时速率快,p1压强大。
特别注意:
(1)看图象:一看轴,即纵、横坐标的意义;二看点,即起点、拐点、交点、终点;三看线,即线的走向和变化趋势;四看辅助线,即等温线、等压线、平衡线等;五看量的变化,如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。
(2)依据图象信息,利用平衡移动原理,分析可逆反应的特征:吸热还是放热,气体计量数增大、减小还是不变,有无固体或纯液体参加或生成等。
(3)先拐先平:在化学平衡图象中,先出现拐点的反应先达到平衡,可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。
(4)定一议二:勒夏特列原理只适用于一个条件的改变,所以图象中有三个变量时,先固定一个量,再讨论另外两个量的关系。
经典例题1:在某恒容的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g) xC(g)(x为正整数),如图所示的关系曲线,下列说法正确的是
A.温度:T1<T2 B.压强:p2>p1
C.正反应是吸热反应 D.x的值可能是3
破解:根据“先拐先平数值大”知p1、p2及T1、T2的相对大小,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,根据压强改变、温度改变时C含量的变化确定x值、反应热,据此分析解答.
A.温度越高反应速率越快,则反应到达平衡的时间越短,结合曲线Ⅰ和Ⅱ并根据“先拐先平数值大”知T1>T2,故A错误;
B.压强越大,反应速率越快,则反应到达平衡的时间越短,结合曲线Ⅱ和Ⅲ并根据“先拐先平数值大”知p1<p2,故B正确;
C.相同压强下,升高温度,C的含量减少,由曲线Ⅰ和Ⅱ说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,故C错误;
D.相同温度下,增大压强,C的含量增大,由曲线Ⅱ和Ⅲ说明增大压强平衡向正反应方向移动,则x值小于2,为1,故D错误;
故答案为B。
经典例题2:在一密闭容器中有如下反应:aX(g)+bY(g)⇌nW(g)△H,某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据,作出了如图所示的曲线,其中ω(W)表示W在反应混合物中的百分含量,t表示反应时间,1、2代表不同条件(“T”或“p”或“催化剂”)。其它条件不变时,下列分析可能错误的是
A.图Ⅰ可以表示不同温度对反应的影响,且T2>T1,△H<0
B.图Ⅱ可以表示不同压强对反应的影响,且p1>p2,n=a+b
C.图Ⅲ可以表示不同压强对反应的影响,且p1>p2,n>a+b
D.图Ⅱ可以表示在同温同压下催化剂对反应的影响,且1使用的催化剂效果更好
破解:A.根据“先拐先平数值大”知温度T2>T1,升高温度W含量减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,△H<0,故A正确;
B.根据“先拐先平数值大”知压强p1>p2,增大压强W含量不变,说明反应前后气体计量数之和相等,即a+b=n,故B正确;
C.根据“先拐先平数值大”知压强p1>p2,增大压强W含量增大,平衡正向移动,则a+b>n,故C错误;
D.催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动,所以W含量不变,达到平衡时间越短,催化剂催化效果越好,根据图知,催化剂1催化效果较好,故D正确;
故选:C。
经典例题3:在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2 (g)+O2 (g)2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析不正确的是( )
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且P甲大于P乙
D.图Ⅲ表示的是温度