2023高考化学总复习微专题大素养化学平衡原理中的图像分析题13课件

这是一份2023高考化学总复习微专题大素养化学平衡原理中的图像分析题13课件，共47页。PPT课件主要包含了答案C，答案D，答案B，答案A，5×10－4等内容，欢迎下载使用。

类型1　速率－时间图像(1)“渐变”类v－t图像
(2)“断点”类v－t图像①速率－时间图像“断点”分析 当可逆反应达到平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
②常见含“断点”的速率变化图像分析
类型2　变量(浓度、转化率、含量)—温度(压强)—时间图像(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)
类型3　恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH<0；图②，若T1 >T2，则正反应为放热反应。
(特殊图像的类型)1．对于化学反应mA(g)＋nB(g)⇌p(C)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。
2．对于化学反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如下图)。L线的左上方(E点)，E点A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正3.曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点A是平衡状态，压强增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。
【素养专练】一、基础图像题1．可逆反应2X(g)＋Y(s)⇌2Z(g)在t1时刻达到平衡状态。当增大平衡体系压强(减小容器体积)时，下列有关正、逆反应速率(v)随时间变化的图像正确的是(　　)
解析：此可逆反应是反应前后气体的分子数不变的反应，达到平衡状态后，增大平衡体系的压强，正、逆反速率仍相等，但由于压强增大，所以反应速率都增大；综上，本题选C。
2．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)⇌2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示，正逆反应速率随时间的变化如图乙所示，
下列说法中正确的是(　　) A.30～40 min间该反应使用了催化剂B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30 min时降低温度，40 min时升高温度D．前8 min A的平均反应速率为0.08 ml·L－1·min－1
3．利用I2O5可消除CO污染，其反应为：I2O5(s)＋5CO(g)⇌5CO2(g)＋I2(s)；不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 ml CO，测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．b点时，CO的转化率为20%B．容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态C．b点和d点的化学平衡常数：Kb>KdD．0到0.5 min反应速率v(CO)＝0.3 ml·L－1·min－1
5．CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH。现在容积均为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1 ml CO和2 ml H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙述不正确的是(　　) A.该反应的ΔH<0B．在500℃条件下达平衡时CO的转化率为60%C．平衡常数K1(300℃)解析：根据图1，随着温度升高，甲醇的物质的量减小，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，根据图2，当反应达到平衡时，甲醇的物质的量最大，依据化学平衡移动的定义，推出c、d、e达到平衡。A.根据图1，300℃时，甲醇物质的量为0.8 ml，500℃时甲醇物质的量为0.6 ml，升高温度，向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，即ΔH<0，故A说法正确；B.500 ℃时甲醇的物质的量为0.6 ml，则消耗CO的物质的量为0.6 ml，即CO的转化率为0.6 ml/1 ml×100%＝60%，故B说法正确；C.化学平衡常数只受温度的影响，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，即化学平衡常数减小，即K1(300 ℃)>K2(500 ℃)，故C说法错误；D.a到c反应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最多，即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确。
6．(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程。某小组在其他条件不变时，分别研究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响，结果如图。
7．已知反应：CO(g)＋3H2(g)⇌CH4(g)＋H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是(　　) A.上述反应的ΔH<0B．N点时的反应速率一定比M点的快C．降低温度，H2的转化率可达到100%D．工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
解析：根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，ΔH<0，A项正确；N点压强大于M点的，M点温度高于N点的，因此无法确定两点的反应速率快慢，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；控制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采用更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。
8．以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a点的平衡常数小于b点B．b点，v正(CO2)＝v逆(H2O)C．a点，H2和H2O的物质的量相等D．其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变
解析：从图像可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数越小，故平衡常数：a>b，A错误；b点只能说明该温度下，CO2和H2O的浓度相等，不能说明v正(CO2)＝v逆(H2O)，B错误；从图像可知，a点H2和H2O的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C正确；其他条件恒定，充入更多H2，反应物浓度增大，正反应速率增大，v(CO2)也增大，D错误。
10．氨催化氧化时会发生如下两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g)　Ⅰ4NH3(g)＋3O2(g)⇌2N2(g)＋6H2O(g) ΔH<0　 Ⅱ为分析某催化剂对该反应的选择性，在1 L密闭容器中充入1 ml NH3和2 ml O2，测得有关物质的物质的量与温度的关系如图所示。
(1)该催化剂在低温时选择反应_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(2)520 ℃时，4NH3(g)＋3O2(g)⇌2N2(g)＋6H2O(g)的平衡常数K＝___________ (不要求得出计算结果，只需列出数字计算式)。(3)C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因是__________________________________________。
该反应为放热反应，当温度升高，平衡向左移动
(3)已知4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH<0，正反应是放热反应，当反应达到平衡后，温度升高，平衡向左移动，导致NO的物质的量逐渐减小，即C点比B点所产生的NO的物质的量少。
11．一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g) CH2===CH2(g)＋4H2O(g)；已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是(　　) A．生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)B．平衡常数：KM>KNC．当温度高于250 ℃，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低D．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%
12．顺­-1，2-­二甲基环丙烷和反­1，2­二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为：v(正)＝k(正)·c(顺)和v(逆)＝k(逆)·c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：
(1)已知：T1温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝____；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH______0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)T2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是____(填曲线编号)，平衡常数值K2＝________；温度T1________T2(填“小于”“等于”或“大于”)，判断理由是___________________________________。
放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动
13．研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3与NO的物质的量之比分别为1∶3、3∶1、4∶1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。
(1)曲线a中，NO的起始浓度为6×10－4 mg·m－3，从A点到B点经过0.8 s，该时间段内NO的脱除速率为____________mg·m－3·s－1。(2)曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是________，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
根据勒夏特列原理，NH3与NO的物质的量之比越大，NH3的量越多，促使平衡向正反应方向移动，NO的脱除率越大，再根据图像，可推得曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比为3∶1
14．(1)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如图1，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：________________________________________。②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____________________。
350 ℃、负载率3.0%
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag­ZSM­5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图3所示。
若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是__________________________________________________________；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制的最佳温度在________左右。
NO分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行