2024春高中化学第六章化学反应与能量同步微专题3化学反应速率与化学平衡的图像问题的分析课件新人教版必修第二册

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第六章　化学反应与能量同步微专题3　化学反应速率与化学平衡的图像问题的分析【专题整合】1．化学平衡建立过程中物质的量(或浓度)变化图像例如，某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。①由图像得出的信息有： X、Y是反应物，Z是产物；t3时反应达平衡状态，X、Y没有全部反应。②根据图像可进行如下计算：某物质在某段时间的平均反应速率、转化率、确定化学方程式及各物质化学计量数之比。2．解答化学反应速率与化学平衡图像题的方法技巧化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在速率、平衡相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。做这类题既要读文字内容，又要读图，这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。(1)“一看”——看图像①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”(即斜率大小的意义)；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照“先拐先平”的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。如下图：③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。④看辅助线：作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。如下图(α为反应物的转化率，c为反应物的平衡浓度)。⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。(2)“二想” ——想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。(3)“三判断” ——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。【典型例题】例1　(2023·广东深圳罗湖高级中学期中)某温度下，在2 L容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，M点的坐标为(7，0.24)。下列说法正确的是 (　　)A．A的平衡转化率为25%B．4 min时，该反应的v正＝v逆C．前7 min内，B的平均反应速率为0.02 mol·L-1·min-1D．通过对图像进行分析可以得出该反应化学方程式为A⥫⥬2B【答案】C例2　如图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定放出气体的体积。下列选项中可正确表示实验X及Y结果的是(　　)【答案】A　 【解析】X中n(HCl)＝0.025 L×0.2 mol/L＝0.005 mol，Y中n(HCl)＝0.05 L×0.1 mol/L＝0.005 mol，n(Mg)＝1/12 mol，根据Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2↑知，Mg如果完全反应需要HCl的物质的量为1/6 mol>0.005 mol，HCl完全反应，Mg剩余。两种酸的物质的量相等，根据H原子守恒知生成氢气的体积相等；反应物的浓度：X大于Y，所以反应时间X小于Y。【专题训练】1．(2021·广东东莞期末)纯净的碳酸钙与稀盐酸反应，不同时间收集到CO2的量如图所示。下列分析不合理的是 (　　)A．EF段反应速率最快B．FG段生成的CO2最多C．用CO2物质的量变化表示OE段的反应速率为0.05 mol/minD．为降低该反应速率，可向稀盐酸中加入适量的NaCl溶液【答案】B2．H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 (　　)A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小， 其分解速率越慢B．图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2分解速率越慢C．图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，c(Mn2+)对H2O2分解速率的影响大【答案】C3．(2023·广东汕头期中)某温度时，在2 L恒容密闭容器中充入0.9 mol A(g)、0.6 mol B(g)、0.3 mol C(g)，发生反应3A(g)＋B(g)⥫⥬ 2C(g)，各物质物质的量的变化关系如图所示，回答下列问题。(1)图中表示物质A的变化曲线为_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(2)0～5 min内，v(B)＝________mol·L-1·min-1。(3)反应达到平衡时，c(C)＝________mol·L-1。(4)若仅改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化(均填“增大”“减小”或“不变”)：降低温度，化学反应速率________；充入少量不参加反应的稀有气体，化学反应速率________；将容器的体积压缩至原来的一半，化学反应速率________。(5) t1 min时，反应________(填“达到”或“没达到”)化学平衡；5 min时，v(正)______(填“>”“<”或“＝”)v(逆)。【答案】(1)Ⅲ　(2)0.02　(3)0.35　(4)减小　不变　增大　(5)没达到　＝4．对于密闭容器中的反应N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)(正反应是放热反应)，在673 K，30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化关系如图所示。请回答下列问题：(1)a点时正反应速率______(填“>”“<”或“＝”，下同)逆反应速率，c点时正反应速率______逆反应速率。(2)d点处n(N2)______(填“>”“<”或“＝”)e点处n(N2)，原因是__________________________________。(3)起始时加入氢气的物质的量为____mol。(4)若温度、压强不变，反应在加入催化剂条件下进行，在图中的基础上画出n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系图。【答案】(1)>　>　(2)＝　d点和e点都处于平衡状态，n(N2)不变，即d点和e点n(N2)相等　(3)1.3(4)【解析】(1)由图像分析可知，a点氨气和氢气物质的量随时间发生变化，说明反应未达到平衡状态，此时氢气物质的量减小，氨气物质的量增加，说明反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；c点时向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率。(3)平衡时生成了0.6 mol氨气，消耗了0.9 mol氢气，故氢气起始量为1.3 mol。(4)催化剂改变反应速率不改变化学平衡，达到平衡状态时氨气和氢气物质的量不变，变化的斜率增大了，达到平衡所需时间少了，据此画出变化的曲线。