化学反应速率与化学平衡图像专题新课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,化学反响速率与化学平衡,图像专题,一、化学反响速率图像,1.浓度或物质的量-时间图像,(1)分清反响物和生成物，浓度减小的是反响物，浓度增大的是生成物。,A + B C,2,3,(2)浓度物质的量变化量之比=计量系数之比,(3)是否为可逆反响,相关题型：,1某物质的反响速率,2转化率,3产率,4平均摩尔质量,规律： C/n-t图像：斜率代表反响速率,1反响物的量发生突变，改变了反响物的浓度直接改变浓度或改变体积： 改变反响物的浓度，只有某些物质的浓度发生改变；改变体积，所有物质的浓度均发生同等比例的改变,2反响物的量不发生突变：改变温度：平衡移动； 加催化剂：平衡不移动。,3根据斜率的改变分析改变的条件,由第,次平衡到第,次平衡，平衡移动的方向是,_,，采取的措施是,_,；,比较第II阶段反响温度T2和第III阶段反响速度 T3的上下： T2 _T3填(“、)判断的理由是_,1、正反响放热的可逆反响，假设反响开场经t1s后达平衡，在t2s时由于反响条件改变，使平衡破坏，到t3s时又达平衡，如以下图所示。,1该反响的反响物是_,2该反响的化学方程式为_,3分析从t2到t3时曲线改变的原因是 ,A、增大了X或Y的浓度,B、使用了催化剂,C、缩小体积，使体系压强增大,D、升高了反响温度,X,、,Y,D,X+Y Z,课堂练习,2,、已知A、B、C都是气态物质。在一定温度下的密闭容器中进行反应，其物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。以下说法中正确的是（ ）,A.该反应方程式可表示为：,3A + B 2C,B.15min时，升高了反应体系的温度,C.15min时，使用了正催化剂,D.15min时，增大了反应体系的压强,2,6,C,课堂练习,2.,速率,-,时间图像,1假设a、b无断点，那么平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。,1假设V正在V逆的上方，平衡向正反响方向移动,2假设V逆在V正的上方，平衡向逆反响方向移动,3假设V正= V逆，平衡向不移动,3假设改变条件后，正、逆反响速率仍相等，那么原因可能是：反响前后气体分子体积不变；使用了催化剂；等效平衡,2假设a、b有断点，那么平衡移动原因可能是：改变反响体系的压强；改变反响体系的温度；同时不同程度地改变反响物或生成物的浓度；,原因分类：,平衡移动：,t,v,v,正,v,逆,t,1,t,2,引起平衡移动的因素是：,_，,平衡将向_反响方向移动。,增大反响物浓度,正,t,v,v,正,v,逆,t,1,t,2,引起平衡移动的因素是：,_，,平衡将向_反响方向移动。,减小生成物浓度,正,1 浓度变化,2.,速率,-,时间图像,2 温度变化,对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，条件改变时有右图变化，改变的条件可能为：a._，正反响是_热反响；b._，m+n_p+q；平衡向_反响方向移动。,升温,吸,t,1,t,2,t,v,v,正,v,逆,假设对上述反响降温或减小压强，画出平衡移动过程中的 v-t图。,t,1,t,2,t,v,v,逆,v,正,加压,正,压强变化,a,2.,速率,-,时间图像,3 催化剂,对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，条件改变时有右图变化，改变的条件可能为：a._；b._，m+n_p+q；平衡向_反响方向移动。,加正催化剂,=,假设对上述反响加负催化剂或减小压强，画出平衡移动过程中的 v-t图。,加压,正,压强变化,b,v,逆,t,1,t,v,v,正,v,逆,t,1,t,v,v,正,2.,速率,-,时间图像,2.,速率,-,时间图像,1假设a、b无断点，那么平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。,1假设V正在V逆的上方，平衡向正反响方向移动,2假设V逆在V正的上方，平衡向逆反响方向移动,3假设V正= V逆，平衡向不移动,3假设改变条件后，正、逆反响速率仍相等，那么原因可能是：反响前后气体分子体积不变；使用了催化剂；等效平衡,2假设a、b有断点，那么平衡移动原因可能是：改变反响体系的压强；改变反响体系的温度；同时不同程度地改变反响物或生成物的浓度；,原因分类：,平衡移动：,由于v正、v逆均有不同,程度的增大，引起平衡移动,的因素可能是,a.升高温度；b.增大压强。,根据反响方程式，升高温度平衡向逆反响方向移动，与图示相符；增大压强平衡向正反响方向移动，与图示不相符。故此题中引起平衡移动的因素是升高温度。,v,逆,t,1,t,2,t,v,v,正,1,、对于反应,A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g),；,H0,，有如下图所示的变化，请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。,课堂练习,2、对于反响N2+3H2 2NH3；H v逆，平衡向正反响方向移动。,3.,速率,-T/P,图像,mol (Ls),-1,V,正,V,逆,V,T / P,此图合理吗？为什么？,在V-T/P图像中，温度或压强改变，发生一样的改变同时增大或同时减小只是v正、v逆改变的程度不同。,2、以下各图是温度或压强对反响：2A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g)正反响为吸热反响的正逆反响速率的影响，其中正确的图象是 ,AD,V,A,B,C,D,V,正,V,正,V,正,V,正,V,逆,V,逆,V,逆,V,逆,T,T,P,P,V,V,V,课堂练习,1.,含量,时间图像,T,1,C,T,2,C,C%,时间,0,t,1,t,2,看图技巧：,1看清横纵坐标含义,2先拐先平衡数值大,3平衡移动,1、T1与T2的上下,2、是放热反响还是吸热反响,问,题,1、T1T2,2、是放热反响 HP,2,2,、,m + n p + q,答案,1.,含量,时间图像,百分含量,时间图像,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H,二、化学平衡图像,看图技巧：,1看清横纵坐标含义,2先拐先平衡数值大,3平衡移动,T,1,C,T,2,C,时间,0,t,1,t,2,1、T1与T2的上下,2、放热反响还是吸热反响,问,题,1、T1T2,2、是放热反响 H0,答案,转化率,时间图像,A,的,转化率,1.,含量,时间图像,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H,二、化学平衡图像,看图技巧：,1看清横纵坐标含义,2先拐先平衡数值大,3平衡移动,1.0110,7,Pa,1.0110,6,Pa,A,的,转化率,时间,0,t,1,t,2,m+np+q,转化率,时间图像,1.,含量,时间图像,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H,二、化学平衡图像,问题,m+nT1,2、是吸热反响 H0,答案,看图技巧：,1看清横纵坐标含义,2先拐先平衡数值大,3平衡移动,1.0110,7,Pa,1.0110,6,Pa,产率,时间,0,t,1,t,2,m+np+q,产率,时间图像,1.,含量,时间图像,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H,二、化学平衡图像,问题,m+np+q,答案,看图技巧：,1看清横纵坐标含义,2先拐先平衡数值大,3平衡移动,1.0110,6,Pa,1.0110,7,Pa,A,的,转化率,时间,0,t,1,t,2,1、以下图像是否正确？,时间,35 ,25 ,产率,0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H,t,1,t,2,课堂练习,先,拐,先,平衡数值大,0,T,2,，,P,1,T,1,，,P,2,T,1,，,P,1,C%,t,P,1,P,2,正反响是 热反响,吸,T,1,T,2,2A(g) + B(g) 2C(g),课堂练习,看图技巧：,1看清横纵坐标含义,2先拐先平衡数值大,3平衡移动,0,1.0110,7,Pa,1.0110,6,Pa,A,的,转化率,时间,m+n = p+q,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H,课堂练习,3,、已知,4NH,3,(g)+5O,2,(g) 4NO(g)+6H,2,(g),； ,H=,-,1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（ ）,1200 ,1000,t,NO,1010,5,Pa,110,5,Pa,t,NO,NO,1000,有催化剂,t,1000,无催化剂,t,1,t,2,A,1200 ,1000,t,NO,C,D,B,C,课堂练习,4.,在某恒容的密闭容器，可逆反应：,A(g)+B(g),xC(g),；,H0,，符合下列图像（,I,）所示关系，由此推断对图（,II,）的正确说法是（ ）,A.p,3,p,4,，,Y,轴表示,A,的转化率,B.p,3,p,4,，,Y,轴表示,B,的百分含量,C.p,3,p,4,，,Y,轴表示混合气体的密度,D.p,3,p,4,，,Y,轴表示混合气体的平均摩尔质量,AD,课堂练习,200,C,300,C,100,C,P, H _0,压强,0,A%,2.,含量,压强,/,温度曲线,m+n _p+q,H_ 0,等温线,放热,吸热,吸热,1,、,对于反应,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),，根据图象填空：,课堂练习,2、反响X(g)+3Y(g) 2Z(g)；HV逆的点是 ,A,B,C,E,D,C,T,NO,转化率,课堂练习,T,1,T,2,1、600 时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反响过程中物质的量变化如图，反响处于平衡状态的时间:_,2、据图判断，反响进展至20min时，曲线发生变化的原因_,3、10min到15min的曲线变化的原因可能是 ,A、参加催化剂 B、缩小容器体积,C、降低温度 D、增加三氧化硫的物质的量,2530min,参加氧气,AB,1520min,1,、,2SO,2,(g),+ O,2,(g),2SO,3,(g)+Q,模拟题,2,、一定条件下，将一定量的,A,B,C,D,四种物质，置于密闭容器中发生如下反应：,m,A(s)+,n,B(g),p,C(g)+,q,D(g),达到平衡后，测得,B,的浓度为,0.5 mol/L,。保持温度不变，将密闭容器的容积扩大到原来的两倍，再次达到平衡后，测得,B,的浓度为,0.2 mol/L,。当其它条件不变时，,C,在反应混合物中的体积分数,(,),与温度,(,T,),时间,(,t,),的关系如图所示。下列叙述正确的是,( ),A容积扩大到原来的两倍，平衡向逆反响方向移动,B化学方程式中 n p + q,C到达平衡后，假设升高温度，平衡向逆反响方向移动,D达平衡后，增加A的量，有利于提高B的转化率,C,3、某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反响A(g) + xB(g) 2C(g)，到达平衡后，只改变反响的一个条件，测得容器中物质的浓度、反响速率随时间变化如以下图所示。以下说法中正确的选项是( ),A30min时降低温度，40min时升高温度,B反响方程式中的x1，正反响为吸热反响,C8min前A的平均反响速率为0.08mol/(Lmin),D30min40min间该反响使用了催化剂,C,高考题,1、11重庆一定条件下，以下反响中水蒸气含量随反响时间的变化趋势符合题图10 的是 ,A,A,B,C,D,2,、（,11,福建）,25,时，在含有,Pb,2+,、,Sn,2+,的某溶液中，加入过量金属锡,(Sn),，发生反应：,Sn(s)+Pb,2+,(aq) Sn,2+,(aq)+Pb(s),，体系中,c(Pb,2+,),和,c(Sn,2+,),变化关系如图所示，下列判断正确的是,（,）,高考题,D,A往平衡体系中参加金属铅后，c(Pb2+)增大,B往平衡体系中参加少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2+)变小,C升高温度，平衡体系中c(Pb2+)增大，说明该反响H0,D25时，该反响的平衡常数K2.2,3,、（,11,安徽）,电镀废液中,Cr,2,O,7,2-,可通过下列反应转化成铬黄（,PbCrO,4,）：,Cr,2,O,7,2-,（,aq,）,+2Pb,2+,（,aq,）,+H,2,O,（,l,）,2PbCrO,4,（,s,）,+2H,+,（,aq,）,H,0,该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是,（,）,高考题,A,4,、（,11,北京）,已知反应：,2CH,3,COCH,3,（,l,）,CH,3,COCH,2,COH,（,CH,3,）,2,（,l,）。取等量,CH,3,COCH,3,，分别在,0,和,20,下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线（,Y-t,）如图所示。下列说法正确的是,（,）,高考题,D,A,b,代表,0,下,CH,3,COCH,3,的,Y-t,曲线,B,反应进行到,20min,末，,H,3,COCH,3,的,C,升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率,D,从,Y=0,到,Y=0.113,，,CH,3,COCH,2,COH(CH,3,),2,的,高考题,5,、（,11,天津）,向绝热恒容密闭器中通入,SO,2,和,NO,2,，一定条件下使反应,SO,2,（,g,）,+NO,2,（,g,）,SO,3,（,g,）,+NO,（,g,）达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是,（,）,A反响在c点到达平衡状态,B反响物浓度：a点小于b点,C反响物的总能量低于生成物的总能量,D 时，SO2的转化率：a-b段小于b-c段,D,6、09重庆各可逆反响到达平衡后，改变放映条件，其变化趋势正确的选项是 ,高考题,D,1与比较，和分别仅改变一种反响条件。所改变的条件和判断的理由是：,_,_,_,_,(2)实验平衡时B的转化率为_;实验平衡时C的浓度为_;,7,、（,2010,全国,）,在,溶液,中,反应,A+2B C,分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度,均,为,c(A)=0.100mol/L,，,c(B)=0.200mol/L,及,c(C)=0mol/L,。反应物,A,的浓度随时间的变化如下图所示。,4该反响进展到4.0min时的平均反响速率：,实验：VB_实验：VC_,(3)该反响的H_O；判断理由：_,加催化剂；到达平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变,温度升高；到达平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小,40%,0.06mol/L,升高温度向正方向移动,0.014mol(Lmin),-1,0.008mol(Lmin),-1,8,、（,2011,全国,）,反应,aA(g)+bB(g),cC(g);,（,H,0,）,，,在等容条件下进行。改变其他反应条件，在,I,、,II,、,III,阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：,答复以下问题：,1反响的化学方程式中，a：b：c为_；,2A的平均反响速率 v(A)、 v(A)、 v(A)从大到小排列次序为_；,3B的平衡转化率a(B)、 a(B)、 a(B)中最小的是_，其值是_,4由第次平衡到第次平衡，平衡移动的方向是 ，采取的措施是_；,1:3:2,v,(A),v,(A),v,(A),a,(B),19%,正反响,从反响体系中移除产物C,6到达第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后到达新的平衡，请在以下图中用曲线表示IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势曲线上必须标出A、B、C,5比较第II阶段反响温度T2和第III阶段反响速度 T3的上下： T2 _T3填(“、)判断的理由是_,此反响为放热反响，降低温度，平衡向正反响方向移动,9、2021江西光气COCl2在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性碳催化下合成。,1实验室中常用来制备氯气的化学方程式为,_；,2工业上利用天然气主要成分为CH4与CO2进展高温重整制备CO，CH4、H2、和CO的燃烧热H分别为-890.3kJmol-1、-285.8 kJmol-1和-283.0 kJmol-1，那么生成1 m3标准状况CO所需热量为_；,3实验室中可用氯仿CHCl3与双氧水直接反响制备光气，其反响的化学方程式为_；,MnO,2,+4HCl(,浓,)= MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O,5.5210,3,kJ,CHCl,3,+H,2,O,2,=HCl+H,2,O+COCl,2,（,4,）,COCl,2,的分解反应为,COCl,2,(g) Cl,2,(g)+ CO(g) ;,H,=,+,108 kJmol,-1,。反应体系平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第,10min,到,14min,的,COCl,2,浓度变化曲线未示出）：,计算反响在地8min时的平衡常数K=_；,比较第2min反响温度T(2)与第8min反响温度T(8)的上下：T(2)_ T(8)填“、“或“= ；,假设12min时反响与温度T(8)下重新到达平衡，那么此时c(COCl2)=_molL-1,比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反响速率的大小_,比较反响物COCl2在5-6min和15-16min时平均反响速率的大小：v(5-6)_ v(15-16) 原因是_,0.234molL,-1,0.031,v,(5-6),v,(2-3)=,v,(12-13),在一样温度时，该反响的反响物浓度越高，反响速率越大,10.(2021江西)二甲醚CH3OCH3是无色气体，可作为一种新能源。有合成气组成为H2、CO和少量的CO2直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反响：,甲醇合成反响：,(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) H1=-90.1kJmol-1,(iiCO2(g)+3H2g= CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0kmol-1,水煤气变换反响:,(iii) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H3=-41.1kJmol-1,二甲醚合成反响：,iv2CH3OHg=CH3OCH3g H4=-24.5kJmol-1,答复以下问题：,(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反响催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3主要流程是_；_；,_以化学方程式表示,(2)分析二甲醚合成反响(iv)对于CO转化率的影响_。,(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。根据化学反响原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反响的影响_。,(4)有研究者在催化剂厂含Cu一Zn一Al一O和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如右图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_,(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW hkg-1)。假设电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反响为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量:该电池的理论输出电压为1.20 V,能址密度E=_,(列式计算。能盘密度=电池输出电能/燃料质盒，1kWh=3.6x106J)。,14.(2021浙江)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反响系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反响有：,答复以下问题：,1反响CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的H= kJ/mol。,2在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反响速率 _甲烷氧化的反响速率填大于、小于或等于。,3对于气相反响，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数记作KP，那么反响CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)的KP ；随着温度的升高，该平衡常数 填“增大、“减小或“不变。,反应过程,化学方程式,焓变,H(kJ/mol),活化能,Ea(kJ/mol),甲烷氧化,CH,4,(g),2O,2,(g),CO,2,(g),2H,2,O(g),802.6,125.6,CH,4,(g),O,2,(g),CO,2,(g),2H,2,(g),322.0,172.5,蒸气重整,CH,4,(g),H,2,O(g),CO(g),3H,2,(g),206.2,240.1,CH,4,(g),2H,2,O(g),CO,2,(g),4H,2,(g),165.0,243.9,4从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于 。,5在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如以下图：,假设要到达H2物质的量分数65%、CO的物质的量分数10%，以下条件中最适宜的是 _。,A600，0.9Mpa B700，0.9MPa,C800，1.5Mpa D1000，1.5MPa,温度,/,400,500,600,700,800,900,1000 1100 1200,70,60,50,40,30,20,H,2,物质的量分数,/,%,CO,物质的量分数,/,%,25,20,15,10,5,0,400,500,600,700,800,900,1000 1100 1200,温度,/,0.1 Mpa,0.9 Mpa,1.5 Mpa,0.1 Mpa,0.9 Mpa,1.5 Mpa,画出600，0.1Mpa条件下，系统中H2物质的量分数随反响时间从常温进料开场计时的变化趋势示意图：,6如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是 。,时间,H,2,物质的量分数,/,%,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,图像题解题指导,1.三步分析法：,1反响速率是增大还是减小；,2v正，v逆的相对大小注意突变与渐变；,3分析影响平衡移动的因素，作判断,2.四要素分析法,1起点；,2曲线变化趋势；,3曲线的转折点；,4曲线的终点,3.先拐先平数值大。,4.定一议二,