专题5 微专题3 化学反应速率和化学平衡的图像(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考化学大二轮专题复习

微专题3　化学反应速率和化学平衡的图像 专题五　热化学　化学反应速率和化学平衡 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·安徽卷)室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如图。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是(　　) A.实验①中，0~2小时内平均反应速率v()=2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中，反应的离子方程式为2Fe+Se+8H+===2Fe3++Se+4H2O C.其他条件相同时，适当增加纳米铁的质量可加快反应速率 D.其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验①中，0~2小时内平均反应速率v()= =2.0×10-5 mol·L-1·h-1，A项不正确； 实验③中水样初始pH=8，溶液显弱碱性，结合氧化还原反应规律可得离子方程式为2Fe+SeS+4H2O===2Fe(OH)3+Se+2OH-，B项不正确；综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 铁的质量可加快反应速率，C项正确；综合分析实验③和②可知,在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时的去除效果不一定越好，D项不正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品, 150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A项错误；图像显示该温度下，15 h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数①>②，B项正确；由图 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 可知，在0~3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1，所以平均速率v(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2024·山东卷改编)逆水气变换反应 为CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　 ΔH>0。一定压力下，按CO2、H2的物 质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料， T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间 变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)·c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.k1>k2 B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：< C.温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D.T2温度下，改变初始投料比例，平衡时各组分摩尔分数与T1温度时不可能相同 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题图可知，T1比T2反应速率快，则T1>T2，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1>k2，A项正确；反应的速率方程为v=k·c0.5(H2)·c(CO2)，则=，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则<，B项正确；温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·湖南卷)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生如下反应： 主反应：CH3OH(g)+CO(g)===CH3COOH(g)　ΔH1 副反应：CH3OH(g)+CH3COOH(g)===CH3COOCH3(g)+H2O(g)　ΔH2 在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数δ[δ(CH3COOH)=]随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.投料比x代表 B.曲线c代表乙酸的分布分数 C.ΔH1<0，ΔH2>0 D.L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)>K(N) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)，若投料比x代表, x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知A、B均正确，可知如此假设错误，则可知投料 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 比x代表，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，A、B两项错误；曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOH)，而T2>T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，ΔH1>0；曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2>T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2<0，C项错误；L、M、N三点对应副反应ΔH2<0，且TN>TM= TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)=K(M)>K(N)，D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.利用图像“断点”判断影响反应速率的外界条件 可逆反应达到平衡后，若某一时刻改变外界条件，速率-时间图像的曲线可能会出现“渐变”或“突变”。根据“断点”前后速率的大小变化，即可对外界条件的变化情况作出判断。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.两种典型的图像 (1)转化率(或百分含量)与温度变化图像。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 [思维建模]　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。如：图1中，当压强相等(任意一条等压线)时，升高温度，A的转化率增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应。当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上为增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，即正反应为气体体积减小的反应。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)转化率(或百分含量)与压强变化图像。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 [思维建模]　图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·广东二模)一定条件下，NH3在恒容密闭容器中发生分解反应：2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH>0，v(NH3)随时间的变化如图所示。已知t1时反应达到平衡，t2时改变某单一条件(浓度、温度或催化剂等),下列说法不正确的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.由0到t1，H2的浓度不断增大 B.由t1到t2，2v正(H2)=3v逆(NH3) C.t2时，可能向容器中通入了N2 D.平衡常数KⅠ可能小于KⅡ 由图可知，0到t1的过程为氨气分解形成平衡的过程，反应中氢气的浓度不断增大，A项正确；由图可知，t1时反应达到平衡，正、逆反应速率相等，则t1到t2的过程中，反应速率的关系为2v正(H2)= 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 3v逆(NH3)，B项正确；t2条件改变的瞬间，逆反应速率增大，可能是通入氮气，增大了生成物氮气的浓度，C项正确；t2条件改变的瞬间，逆反应速率增大，随后减小，说明平衡向逆反应方向移动, 该反应是吸热反应，若改变条件为升高温度，平衡向正反应方向移动，与图示不符合，所以改变条件不可能是升高温度，温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数KⅠ等于KⅡ，D项错误。 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.200 ℃前，加入催化剂可使a线转化为b线 B.300 ℃时，M点对应的反应体系中，v正(CO2)>v逆(CO2) C.400 ℃时，若5 min时达到平衡，则v(CO2)=0.04 mol·L-1·min-1 D.400 ℃后，温度对正反应速率的影响比浓度大 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH1=41.2 kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2 225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例的CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是 (　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B.反应②的焓变ΔH2>0 C.L6处的H2O的体积分数大于L5处 D.混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处的温度不同，平衡常数只与温度有关，故L4处与L5处反应①的平衡常数K不相等，A项错误；由图像可知，L1~L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B项错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO的体积分数没有明显变化，说明反应①也 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处H2O的体积分数大于L5处，C项正确；L1处CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题微练14 图像 速率变 化分析 条件变 化判断 平衡移动 方向判断 v'正突变，v'逆渐变， 且v'正>v'逆 增大反应物浓度 平衡正向移动 v'正、v'逆都突然减小，且v'正>v'逆 ①降低温度(正反应放热)； ②减小压强(正反应气体总体积增大) 平衡正向移动 v'正、v'逆都突然增大，且增大程度相同 ①使用催化剂； ②增大压强(反应前后气体总体积不变) 平衡不移动 2.(2024·石家庄质检)将1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)充入2 L恒容密闭容器中发生反应： Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1<0(慢反应) Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2>0(快反应) 测得相同时间内c(CO2)、v正(CO2)与温度的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) 200 ℃前，升高温度，二氧化碳的浓度减小、反应速率加快，说明反应未达到平衡，则加入催化剂，二氧化碳的反应速率加快，反应消耗二氧化碳的浓度增大，可使a线转化为b线，A项正确； 300 ℃时，二氧化碳的浓度呈增大趋势，说明平衡向逆反应方向移动，则二氧化碳的正反应速率小于逆反应速率，B项错误；400 ℃时，反应达到平衡状态，二氧化碳的浓度为0.3 mol·L-1，则5 min内二氧化碳的反应速率为= 0.04 mol/(L·min)，C项正确；由图可知，400 ℃后，二氧化碳正反应速率增大，而二氧化碳的浓度减小，说明温度对正反应速率的影响比浓度大，D项正确。 3.(2024·河北卷)在水溶液中，CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时，lg与-lg c(CN-)的关系如图。 下列说法正确的是(　　) A.99%的X、Y转化为配离子时，两溶液中CN-的平衡浓度：X>Y B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐，达平衡时> C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时，消耗CN-的物质的量：Y<Z D.若相关离子的浓度关系如P点所示，Y配离子的解离速率小于生成速率 99%的X、Y转化为配离子时，溶液中==，则lg= lg≈-2，根据图像可知，纵坐标约为-2时，溶液中-lgcX(CN-)> -lgcY(CN-)，则溶液中CN-的平衡浓度X<Y，A项错误；Q点时lg= lg，即=，加入少量可溶性Y盐后，会消耗CN-形成Y配离子，使得溶液中c(CN-)减小(沿横坐标轴向右移动)，lg与 lg曲线在Q点相交后，随着-lgc(CN-)继续增大，X对应曲线位于Z对应曲线上方，即lg>lg，则>，B项正确；设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子+mCN-配离子，则平衡常数K=，lgK=lg-mlgc(CN-)=-lg-mlgc(CN-)，即lg=-mlgc(CN-)-lgK，故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结 合的CN-越多，对应lg~-lgc(CN-)曲线斜率越大，由题图知，曲线斜率Y>Z，则由Y、Z制备等物质的量的配离子时，消耗CN-的物质的量Z<Y，C项错误；由P点状态移动到形成Y配离子的反应的平衡状态时，-lgc(CN-)不变，lg增大，即c(Y)增大、c(Y配离子)减小，则P点状态Y配离子的解离速率>生成速率，D项错误。 $$