高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率第1节 化学反应的方向学案

微专题2 速率与平衡图像问题

互动探究·关键能力

微突破

1.速率—时间图像

此类图像定性揭示了 （正）、 （逆）随时间（含条件改变对速率的影响）变化的规律，体现了平衡的“动”“等”“定”“变”“逆”的基本特征，以及平衡移动的方向等。以反应 ，且 为例，各类条件改变图像如下：

2.含量（或转化率）—时间图像

常见的形式有如下图所示的几种（ 指某生成物百分含量， 指某反应物百分含量），这种图像的折点的横坐标表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定 的高、低（大、小），根据水平线高低判断平衡移动方向。

3.恒温线（或恒压线）图像

该类图的纵坐标为物质的平衡浓度 或反应物的转化率 ，横坐标为温度 或压强 ，常见类型有（如下图所示）：

4.特殊图像

如图所示曲线，是其他条件不变时，某反应物的最大转化率 与温度 的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示 的是点3，表示 的是点1，而点2、4表示 。

5.速率与平衡图像在生产中的综合应用

（1）

（2）

（3）对于反应

（4）

6.图像题的一般分析思路

（1）审题：审明各物质的状态（有无固体、液体），明确气体分子数的变化（变大、变小、不变），正反应是吸热还是放热。

（2）析图像

（3）想方法规律

①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看 （正）、 （逆）的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

②先拐先平数值大：在含量（转化率）—时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，必要时还需要作辅助线。

④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。

例已知可逆反应 ，一定温度下，在体积为 的密闭容器中加入 和一定量的 后， 的浓度随时间的变化情况如图所示，则下列表述正确的是(      )

A.达到平衡时， 物质的量之比为1:2:1

B. 点正反应速率大于逆反应速率

C.反应达平衡时，降低温度可以实现 到 的转化

D.该条件下，反应达平衡时， 平衡转化率为

答案：

解析：由题给信息可知，起始加入 的物质的量为 ，起始加入 ，达到平衡时 的浓度为 ，物质的量为 ，消耗 物质的量为 ，结合化学方程式计算得到消耗 物质的量为 ，生成 物质的量为 ，则达到平衡时， 物质的量之比为 ，故A错误；a点尚未达到平衡状态，此时正反应速率大于逆反应速率，故B正确；该反应的 ，为放热反应，降低温度，平衡正向移动， 的浓度减小，不能实现 到d的转化，故C错误；根据题图可知， 平衡转化率为 ，故D错误。

微训练

1.下列各图是温度（或压强）对反应： （正反应为吸热反应）的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是(     )

A.B.

C.D.

答案：

解析：无论是升高温度还是增大压强， （正）、 （逆）均应增大。B项中v（逆）减小，D项中v（正）和 （逆）均减小， 、D项均错误；该反应的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则 ，A项错误；增大压强，平衡向逆反应方向移动，则 ，C项正确。

2.（2021山东聊城高二月考） 时，在 的密闭容器中发生反应： （未配平），各物质的物质的量随时间变化的关系如图 所示。其他条件相同，温度分别为 时发生反应， 的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是(     )

A.该反应的正反应是吸热反应

B. ，从反应开始到平衡时：

C.图 中反应达到平衡时， 的转化率为

D. 时，若该反应的平衡常数 ，则

答案：

解析：根据“先拐先平数值大”可推知， ，温度升高， 的物质的量增大，则平衡向左移动，正反应放热，A不正确； ，B不正确； 的转化率为 ，C不正确；由题图a可知 物质的量变化之比为1:1:2，则 ，正反应放热，平衡常数越小，温度越高，D正确。

3.在恒容密闭容器中进行反应： 。在某压强下起始时按不同氢碳比 投料（如图中曲线①②③），测得 的平衡转化率与温度的关系如图所示，下列有关说法正确的是(     )

A.该反应的

B.氢碳比：①＜②＜③

C.其他条件不变的情况下，增大容器的体积可提高 的转化率

D.若起始 的浓度为 、 的浓度为 ，在图中曲线③氢碳比条件下进行反应，则 时该反应的平衡常数约为

答案：

解析：根据题图可知，在氢碳比相等的条件下，随着温度的升高， 的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应， ，A错误；氢碳比越大， 的转化率越高，在温度相等的条件下， 的转化率：①＞②＞③，则氢碳比：①＞②＞③，B错误；正反应是气体体积减小的反应，因此其他条件不变的情况下，缩小容器的体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，可提高 的转化率，C错误； 时曲线③中 的转化率是 ，这说明消耗 ，则消耗氢气 ，生成乙醇和水蒸气分别是 、 ，剩余 和氢气浓度分别是 、 ，该温度下平衡常数 ，D正确。