化學(xué)反應(yīng)的限度和速率的圖像第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率

化學(xué)平衡的有關(guān)圖像是中學(xué)化學(xué)中基礎(chǔ)圖像知識的一個重要方面,它能把抽象的化學(xué)平衡理論形象、直觀地表述出來,要求能熟練地解答化學(xué)圖像問題。影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素影響因素單位體積內(nèi)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大反應(yīng)物濃度升高溫度正催化劑增加不變不變不變增加增加增加增加增加增加增加增加分析解答化學(xué)平衡圖像問題要注意以下幾點：⑴看懂圖像：一看面(橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo))；二看線(線的走向、變化的趨勢)；三看點(線的起點、交點及拐點)；四看要不要作輔助線(如等溫線、等壓線)。⑶方法技巧：①利用圖像判斷外界條件對平衡的影響時，必須找準(zhǔn)是一種平衡狀態(tài)到另一種平衡狀態(tài)的變化。②平衡圖像曲線上的每一個點都代表在該條件下體系的平衡狀態(tài)，而曲線外的點表示該條件下體系未達到平衡。⑵聯(lián)想規(guī)律：聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律，要求熟練準(zhǔn)確。分析解答化學(xué)平衡圖像問題要注意以下幾點：速率—時間圖像(v－t圖)1.濃度改變共同特點：在t1時刻改變條件時，正、逆反應(yīng)速率只有一個出現(xiàn)突變。速率—時間圖像(v－t圖)2.壓強改變已知反應(yīng)mA(g)＋nB(g)eC(g)，其他條件不變，只改變壓強p。共同特點：在t1時刻改變條件時，正、逆反應(yīng)速率都出現(xiàn)突變。速率—時間圖像(v－t圖)3.溫度改變已知反應(yīng)mA(g)＋nB(g)eC(g)

ΔH<0，只改變溫度。共同特點：在t1時刻改變條件時，正、逆反應(yīng)速率都出現(xiàn)突變。速率—時間圖像(v－t圖)4.使用催化劑1.乙酸甲酯轉(zhuǎn)化為乙醇的反應(yīng)原理為CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)

ΔH<0。該反應(yīng)中反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如圖所示，t1、t3、t4時刻分別改變某一外界條件。下列說法錯誤的是A.t1時升高溫度B.t3時加入催化劑C.t4時壓縮反應(yīng)容器的容積，使體系壓強增大D.在反應(yīng)保持化學(xué)平衡的時間段中，C2H5OH的體積分?jǐn)?shù)最小的時間段是t2～t3√√轉(zhuǎn)化率(含量)—時間圖像1.轉(zhuǎn)化率(α)或者百分含量(%)等在不同溫度或壓強下隨時間變化的圖像——單一條件看拐點：先拐→先平衡、速率快、條件高，即“先拐先平數(shù)值大”。想原理：溫度高低→ΔH；壓強大小→氣體化學(xué)計量數(shù)(1)圖Ⅰ表示T2>T1，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動。(2)圖Ⅱ表示p2>p1，壓強增大，A的轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動，說明正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)。(3)圖Ⅲ中反應(yīng)產(chǎn)物C的百分含量不變，說明平衡不發(fā)生移動，但反應(yīng)速率a>b，故a可能使用了催化劑；也可能該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，a增大了壓強(壓縮體積)轉(zhuǎn)化率(含量)—時間圖像2.轉(zhuǎn)化率(α)或者百分含量(%)等在不同溫度或壓強下隨時間變化的圖像——多條件A(g)＋B(g)

xC(g)圖像中有三個量時定“一”議“二”，利用控制變量法、結(jié)合“先拐先平數(shù)值大”原則分析化學(xué)平衡圖像。T相同時比較p：p2>p1，x＝1；p相同時比較T：T2>T1正反應(yīng)吸熱2.已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－1025kJ·mol－1。若反應(yīng)物起始的物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是√3.已知某可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)在密閉容器中進行，如圖表示在不同反應(yīng)時間t時，溫度T和壓強p與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)φ(B)的關(guān)系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是A.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放熱反應(yīng)B.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸熱反應(yīng)C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放熱反應(yīng)D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸熱反應(yīng)√4.可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，當(dāng)其他條件不變時，反應(yīng)過程中某物質(zhì)在混合物中的百分含量與溫度(T)、壓強(p)的關(guān)系如圖，下列判斷正確的是A.T1<T2

ΔH>0B.T1>T2

ΔH<0C.p1<p2

a＝c＋d

D.p1<p2

a＋b＝c＋d√溫度(壓強)的相關(guān)圖像1.恒溫(恒壓)圖像在恒溫(恒壓)圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個量。確定橫坐標(biāo)所表示的量，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，即“定一議二”。序號圖像示例方法指導(dǎo)Ⅰ反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1<T2)，混合氣體中C的含量(C%)與壓強(p)的關(guān)系圖像如圖所示。

(1)選一等溫線(如T1)，隨著壓強的增大，C%減小，化學(xué)平衡逆向移動，a＋b<c；(2)作一等壓線(如p3)，溫度升高，C%增大，化學(xué)平衡正向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同壓強下(p1＜p2)，混合氣體中C的含量(C%)與溫度(T)的關(guān)系圖像如圖所示。

(1)選一等壓線，隨著溫度的升高，C%減小，化學(xué)平衡逆向移動，ΔH

<0；(2)作一等溫線(如T1)，隨著壓強的增大，C%增大，化學(xué)平衡正向移動，a＋b>c溫度(壓強)的相關(guān)圖像2.速率—壓強(或溫度)圖像(1)可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)＋pC(s)

ΔH＝QkJ·mol－1，溫度和壓強的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個圖像：方法指導(dǎo)

①根據(jù)正、逆反應(yīng)速率與溫度的變化曲線，可判斷反應(yīng)的ΔH，則：Q<0；②根據(jù)正、逆反應(yīng)速率與壓強的變化曲線，可判斷反應(yīng)前后氣體體積的變化，則：m>n。特別注意圖中交點是平衡點，分析溫度、壓強對化學(xué)平衡影響時，一般選擇交點之后的曲線的變化來判斷。(2)某可逆反應(yīng)中，溫度的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示：方法指導(dǎo)：根據(jù)正、逆反應(yīng)速率與溫度的變化曲線，可判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。5.某恒容密閉容器中充入一定量SO2和O2進行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH<0，反應(yīng)速率(v)與溫度(T)、SO2的體積分?jǐn)?shù)[V(SO2)%]與壓強(p)的關(guān)系分別如圖甲、乙所示。下列說法不正確的是A.圖甲中，曲線1表示逆反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系B.圖甲中，d點表示溫度為T0時，反應(yīng)已經(jīng)達到平衡C.圖乙中，溫度恒定時，a、b兩點對應(yīng)的反應(yīng)速率：va>vbD.圖乙中，溫度恒定時，c點的反應(yīng)正在向逆反應(yīng)方向進行√6.在不同溫度及壓強下，下列平衡體系aA(g)＋bB(g)qG(g)中G的百分比如圖所示。據(jù)此，下列對該反應(yīng)的推斷正確的是A.溫度升高，正反應(yīng)速率降低B.逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)C.溫度一定時，減小壓強可增加G的含量D.反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)：a＋b>q√幾種特殊圖像序號圖像示例方法指導(dǎo)(1)如圖，對于化學(xué)反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點。

注意：平衡曲線上的任意一點均為該條件下達到平衡的點，線外點均未達到平衡。若未達到平衡的點在該條件下達到平衡過程如下圖所示：

1.平衡曲線(1)則：L線的左上方(E點)，A%大于此壓強時平衡體系的A%，v正>v逆；L線的右下方(F點)，v正<v逆(2)其他條件不變時，某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖所示：

若未達到平衡的點在該條件下達到平衡過程如下圖所示：

圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個點，表示v正＞v逆的是點3，表示v正＜v逆的是點1，而點2、4表示v正＝v逆2.拋物線型如圖，對于反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)

ΔH＜0，M點前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)開始到建立平衡的過程，則v正＞v逆，M點為平衡點，M點后為平衡受溫度的影響情況。方法指導(dǎo)拋物線型圖像頂(最低)點前未達到平衡，從頂(最低)點向后分析平衡移動情況。圖像示例方法指導(dǎo)反應(yīng)物不止一種的可逆反應(yīng)，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH<0，改變反應(yīng)物的投料比，當(dāng)反應(yīng)物按照n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料時，NH3百分含量最大。

①投料平衡曲線上的點均為平衡點；②投料比等于化學(xué)計量數(shù)之比時，生成物的含量最大3.投料平衡曲線7.在一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＜0。改變起始時n(SO2)對反應(yīng)的影響如圖所示。下列說法正確的是A.SO2的起始量越大，混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)越大B.a、b、c三點中，a點時SO2的轉(zhuǎn)化率最高C.a、b、c三點的平