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专题06 化学反应速率和化学平衡图像题【19年高考命题前瞻】化学平衡图像类试题是高考的热点题型,图像中蕴含着丰富的信息,具有简明、直观、形象的特点,涉及知识面广,灵活性大。题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查,是考查学生能力的常见题型。以选择题或非选择题的形式出现。考查的图像主要有三类：第一类是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类是反应物或生成物物质的量 (或浓度或质量分数)与时间关系的图像，此类图像既要考虑反应速率的大小，又要考虑化学平衡移动，反应物的转化。由于化学平衡图像将数字知识和化学平衡理论融为一体,它正体现新课程改革的要求。解题的关键是根据反应特点,明确反应条件,认真分析图像,充分挖掘蕴含的信息,紧扣化学原理,找准切入点解决问题。 预计2019年高考卷中会以选择题的形式，题干中由图象提供信息考查化学反应速率和化学平衡的计算及其影响因素；卷中会以主观题的形式，以图像提供信息考查化学反应速率、化学平衡常数的计算及其影响因素，并可能会涉及平衡状态、反应方向的判断及利用平衡知识解释实际问题等。【名师精讲】一、化学平衡图像题的特点：化学平衡图像题，一是以时间为自变量（横坐标）的图像；二是以压强或温度为自变量（横坐标）的图像；三是以投料量或投料比为自变量（横坐标）的图像，变量（纵坐标）可以是速率某种物质的浓度、含量或物质的量某反应物的转化率某生成物的产率。从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。二、化学平衡图象的种类1、经典图像的分类(1)化学反应速率图像反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)H0反应速率 时间(v t)图像中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：v(正)、v(逆)同时突变v(正)、v(逆)之一渐变(2)化学平衡图像反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，mnpqH0速率 时间图像：t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率从t1开始逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，升高温度，正反应和逆反应速率均增大；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时加催化剂，正反应速率和逆反应速率均增大。转化率(或含量) 时间图像： b.图乙中，p1p2，增大压强，A升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的反应。c.若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。恒压(温)线：已知不同温度下的转化率压强图像或不同压强下的转化率温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应aA(g)bB(g)cC(g)中反应物的转化率A为例说明分析时可沿横轴做一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。解答这类图像题时应遵循的原理“定一议二”原则：1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。2)可通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。速率压强(或温度)图像特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。（3）几种特殊图像1)对于化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，H0。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。左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以E点v正v逆；则右下方(F点)v正v逆。2、创新型图像：新型图像往往根据实际工业生产，结合图像，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，在新课标高考中受到命题者的青睐。因为涉及到工业生产问题。一般纵轴为产率(转化率)，横轴为影响平衡速率的外界因素如温度、压强、投料比等单一因素，或多因素组合，考查实际工业生产中适宜条件的选择。三、思维建模：四、化学平衡图像题解答步骤第一步，看反应，找特点：即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。第二步，析图像，得信息：即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。第三步：理信息，找思路：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。第四步：巧整合，得解答：图表与原理整合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。【典题剖析】典例1（内蒙古赤峰二中2018届高三上学期第三次月考(改编)）某化 由图推测该反应的H_0（填“”或“0；化学平衡常数Kp=p(NO2)2/p(N2O4)，利用速率之比等于化学计量数之比， v(N2O4)/v(NO2)=1/2，将公式代入，得出=1/2，得出k1=k2Kp/2；满足平衡条件，v(NO2)=2v(N2O4)，即为平衡点，BD点的压强之比等于其反应速率之比的1：2，所以BD点为平衡点；【解析】随着温度的升高，N2O4转化率增大，升高温度平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向为吸热反应，即H0；令起始时N2O4物质的量为1mol，N2O4(g)2NO2(g)起始： 1 0变化： 0.4 0.8平衡： 0.6 0.8 其他条件相同，压强之比等于物质的量之比，达到平衡时的压强为1081.4/1kPa=151.2kPa，NO2的物质的量分数为0.8/(0.60.8)=4/7，N2O4的物质的量分数为3/7，根据平衡常数的定义，Kp=115.2kPa；化学平衡常数Kp=p(NO2)2/p(N2O4)，利用速率之比等于化学计量数之比， v(N2O4)/v(NO2)=1/2，将公式代入，得出=1/2，得出k1=k2Kp/2；满足平衡条件，v(NO2)=2v(N2O4)，即为平衡点，BD点的压强之比等于其反应速率之比的1：2，所以BD点为平衡点；【答案】 温度升高，（N2O4）增加，说明平衡右移。该反应为吸热反应，H0 115.2 k2Kp/2 B点、D点 【名师点拨】本题的难点和易错点是和，写出Kp的表达式Kp=生成物分压幂之积/反应物分压幂之积，利用相同条件下，压强之比等于物质的量之比，求出达到平衡时的压强，然后求出分压；注意利用速率之比等于化学计量数之比，从而得出关系。【高分锦囊】一、方法规律1.先拐先平在含量(转化率)时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,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。2.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,有时还需要作辅助线。3.三步分析法一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。二、易错问题点拨1.“先拐先平”与速率快慢的误区：在反应速率与化学平衡图像中，我们容易错误认为曲线先出现拐点，则反应速率一定快，由此得出反应温度或压强、浓度一定大等错误观点。正确的分析应该是先出现拐点，先平衡，即常说的“先拐先平”，但比较反应速率快慢时，应该依据曲线斜率的大小，斜率大，反应速率快，如下面图像，尽管曲线b先平衡，但其反应速率小于曲线a对应的速率。2.未达到平衡的曲线误认为是平衡时的曲线。如根据下面图像判断某反应正反应为放热反应还是吸热反应时，从oab阶段，误认为升高温度，生成物浓度增大，反应向正反应方向进行，所以该正反应为吸热反应。该错误结论的得出原因在于oab阶段时，该反应并没有达到平衡状态，b点为平衡时状态，通过bc阶段可以得出，在平衡状态下，若升高温度，生成物浓度减少，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应。3.图像中涉及定量问题时，应该注意相关“量”与反应原理的对应关系。如合成氨中，若H2 、 N2的浓度按照3:1置入反应装置中，尽管H2 、 N2的浓度不断减少，根据反应原理，二者减少量应该满足3:1的关系，显然下面图像中曲线的变化是错误的结论。
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