高考化學一輪復習高考專題講座4化學平衡圖像的分類突破教學案魯科版.docx

化學平衡圖像的分類突破化學平衡的圖像是全國卷命題的熱點，主要以卷非選擇題為主。圖像中蘊含著豐富的信息，具有簡明、直觀、形象的特點，命題形式靈活，難度不大，解題的關鍵是根據(jù)反應特點明確反應條件，認真分析圖像，充分挖掘蘊含的信息，緊扣化學原理，找準切入點解決問題。解題思路速率壓強(或溫度)圖像曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強等)對正、逆反應速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態(tài)，壓強或溫度增大，正反應速率增大得快，平衡正向移動。對點訓練1下列各圖是溫度(或壓強)對反應2A(s)2B(g) 2C(g)D(g)(正反應為吸熱反應)的正、逆反應速率的影響，曲線交點表示建立平衡時的溫度或壓強，其中正確的是 () C根據(jù)化學反應特點，升溫平衡向正向移動，但v正、v逆均增大，加壓平衡向逆向移動，v逆v正。轉(zhuǎn)化率(或百分含量)時間溫度(或壓強)圖像已知不同溫度或壓強下，反應物的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)與時間的關系曲線，推斷溫度的高低及反應的熱效應或壓強的大小及氣體物質(zhì)間的化學計量數(shù)的關系。以mA(g)nB(g) pC(g)中反應物的轉(zhuǎn)化率A為例說明方法規(guī)律(1)“先拐先平，數(shù)值大”原則分析反應由開始(起始物質(zhì)相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短。如甲中T2T1。若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短。如乙中p1p2。若為使用催化劑引起，使用適宜催化劑時，反應達平衡所需時間短。如圖丙中a使用催化劑。(2)正確掌握圖像中反應規(guī)律的判斷方法圖甲中，T2T1，升高溫度，A降低，平衡逆向移動，正反應為放熱反應。圖乙中，p1p2，增大壓強，A升高，平衡正向移動，則正反應為氣體體積縮小的反應。若縱坐標表示A的百分含量，則甲中正反應為吸熱反應，乙中正反應為氣體體積增大的反應。對點訓練2(2019西安模擬)現(xiàn)有下列兩個圖像：下列反應中符合上述圖像的是()AN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0C4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0B由圖可知，溫度越高生成物的濃度越大，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，故正反應為吸熱反應；由圖可知，壓強增大，平衡被破壞，v逆v正，平衡向逆反應方向移動，說明正反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應。綜合上述分析可知，可逆反應正反應為吸熱反應且正反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應。N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0，為吸熱反應，正反應是氣體物質(zhì)的量增大的反應，B符合；4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0，為吸熱反應，但正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應，D不符合。3.密閉容器中進行的可逆反應：aA(g)bB(g) cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下，混合氣體中B的質(zhì)量分數(shù)w(B)與反應時間(t)的關系如圖所示。下列判斷正確的是()AT1T2，p1c，正反應為吸熱反應BT1T2，p1p2，abc，正反應為吸熱反應CT1p2，abT2，p1p2，abc，正反應為放熱反應B由(T1，p1)和(T1，p2)兩條曲線可以看出：溫度相同(T1)，但壓強為p2時先出現(xiàn)“拐點”，達到平衡所需的時間短，即反應速率大，所以p2p1；壓強較大(即壓強為p2)時對應的w(B)較大，說明增大壓強平衡逆向移動，則abT2；溫度較高(即溫度為T1)時對應的w(B)較小，說明升高溫度平衡正向移動，故正反應為吸熱反應。恒溫線或恒壓線圖像以反應A(g)B(g) C(g)H0，且平衡體系的總質(zhì)量(m總)與總物質(zhì)的量(n總)之比在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A溫度：T1T2B平衡常數(shù)：K(a)K(b)vaD當30 gmol1時，n(HF)n(HF)221C由題給信息知該反應為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應，從圖像可以看出，當壓強不變時，由T1到T2，增大，說明n總減小，平衡左移，即平衡向放熱反應方向移動，所以由T1到T2為降低溫度的過程，即T1T2，A項錯誤；由于T1溫度較高，升高溫度平衡右移，故溫度為T1時的平衡常數(shù)大于溫度為T2時的平衡常數(shù)，再結(jié)合溫度不變平衡常數(shù)不變知，K(b)K(a)K(c)，B項錯誤；溫度越高，壓強越大，反應速率越大，故vbva，C項正確；設HF為x mol，(HF)2為y mol，當30 gmol1時，有30，解得xy，即n(HF)n(HF)211，D項錯誤。5(2019福州模擬)以CO2與NH3為原料可以合成尿素CO(NH2)2。合成尿素的反應為2NH3(g)CO2(g) CO(NH2)2(s)H2O(g)。在不同溫度及不同y值下合成尿素，達到平衡時，氨氣轉(zhuǎn)化率的變化情況如圖所示。該反應的H_0(填“”“”或“”，下同)，若y表示壓強，則y1_y2，若y表示反應開始時的水碳比，則y1_y2。解析：根據(jù)題圖知，y一定時，降低溫度，NH3的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，根據(jù)平衡移動原理，降溫時平衡向放熱反應方向移動，故正反應為放熱反應，Hy2。根據(jù)平衡移動原理，減小水碳比，平衡正向移動，NH3的轉(zhuǎn)化率增大，若y表示水碳比，則y1y2。答案：v逆，未達平衡；M點為剛達到的平衡點。M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動，Hv逆；則右下方(F點)v正v逆。對點訓練7煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發(fā)生的主要反應為C(s)2H2(g) CH4(g)。在V L的密閉容器中投入a mol碳(足量)，同時通入2a mol H2，控制條件使其發(fā)生上述反應，實驗測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強及溫度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是 ()A上述正反應為吸熱反應B在4 MPa、1 200 K時，圖中X點v(H2)正v(H2)逆C在5 MPa、800 K時，該反應的平衡常數(shù)為D工業(yè)上維持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K，主要是因為前者碳的轉(zhuǎn)化率高AA項，由圖觀察，溫度越高，碳的平衡轉(zhuǎn)化率越大，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，正確；B項，X點是未平衡時，反應正向進行，正反應速率大于逆反應速率，錯誤；C項，此時碳轉(zhuǎn)化率為50%C(s)2H2(g) CH4(g)起始量/mol a 2a 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.5aa 0.5a平衡量/mol 0.5aa 0.5aK，錯誤；D項，該選擇的原因是兩者轉(zhuǎn)化率相差不大，但壓強增大對設備要求高，能量需求大，錯誤?；どa(chǎn)中的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率與投料比、溫度、催化劑關系的有關的圖像將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應原理為2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g)，已知在壓強為a MPa下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉(zhuǎn)化率見下圖：相同溫度下，n(H2)/n(CO2)越大，(CO2)越大。相同投料比n(H2)/n(CO2)相同時，溫度越高，(CO2)越小，可知該反應為放熱反應(H0)。對點訓練8一定條件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化劑對燃煤煙氣回收。反應為2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(l)H270 kJmol1(1)其他條件相同、催化劑不同，SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖1，F(xiàn)e2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉(zhuǎn)化率達到最高，不考慮催化劑價格因素，選擇Fe2O3的主要優(yōu)點是_。圖1圖2(2)某科研小組用Fe2O3作催化劑。在380 時，分別研究了n(CO)n(SO2)為11、31時SO2轉(zhuǎn)化率的變化情況(圖2)。則圖2中表示n(CO)n(SO2)31的變化曲線為_。解析：(1)從圖1中可以看出，相比NiO和Cr2O3，用Fe2O3作催化劑時，在較低溫度下，SO2的轉(zhuǎn)化率已達很高，這樣既能去除SO2，又能節(jié)省能源。(2)CO與SO2反應方程式為2COSO22CO2S，與相比是增大了CO的“量”，上述平衡正移，SO2的轉(zhuǎn)化率升高，與曲線a相符。答案：(1)Fe2O3作催化劑時，在相對較低溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率，從而節(jié)約能源(2)a9采用一種新型的催化劑(主要成分是CuMn合金)，利用CO和H2制備二甲醚(DME)。主反應：2CO(g)