1、知識像燭光，能照完一個人，也能照亮無數的人。一培根13 / 122020年高二化學專題復習常考速率、平衡圖像識圖策略（知識梳理與訓練）（選修4人教版）知識梳理一、常規圖像分類突破看圖像一想規律作判斷一看面（縱、橫坐標的意義）二看線（線的走向和變化趨勢）三看點（起點、拐點.終點）四看輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線） 五看量的變化（如濃度變化、溫度變化）聯想平衡移動原理，分析改變條件對反應速率、 化學平衡移動的影響利用原理.結合圖像，分析圖像中所代表反 應速率變化或化學平衡的線，作出判斷典型圖像和典型例題1.速率時間圖像（1）當可逆反應達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發生改變，都可能使速率一時

2、間圖像的 曲線出現不連續的情況，根據出現“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作 出判斷。如圖：”時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強（僅適用于反應前后氣體物質的量不變的 反應）。“漸變”類。一，圖像圖像分析結論1O1五1 7八時。'正突然增大,蘇地逐漸 增大；膻正迎,平衡向正 反應方向移動八時其他條件不變，增大反應 物的濃度1O三'正一 /n時。'正突然減小,蘇逆逐漸 減小：Vr送0, 平衡向逆 反應方向移動八時其他條件不變，減小反應 物的濃度1O承 ht門時6逆突然增大，0正逐漸 增大：暝芝0,正，平衡向逆 反應方向移動八時其他條件不變，增大生成 物

3、的濃度1 S八時。'逆突然減小，屋正逐漸八時其他條件不變，減小生成減小：暝正逆，平衡向正 反應方向移動物的濃度O hr利用圖像“斷點”判斷影響速率的外因圖像tl 時刻 所改 變的 條件溫度壓強1 1匹： 一0 h1O/0 htOht升高降低升高降低正反應為方攵熱的反應正反應為吸熱的反應增大減小增大減小正反應y氣體物正反應)勺氣體物質的量增大的反應質的量減小的反應【應用體驗】在一密閉容器中發生反應N2+3H22NH3 AH<0,達到平衡后，只改變某一個條件時,反應速率與反應時間的關系如圖所示。回答下列問題：(1)處于平衡狀態的時間段是(填字母，下同)。A. tohB. ht?C.

4、2打D. t3t4E. f4f5F.?5/6(2)判斷小打、時刻分別改變的一個條件。A.增大壓強B,減小壓強C.升高溫度D.降低溫度E.加催化劑F.充入氮氣八時刻：行時刻： 時刻 O(3)依據(2)中的結論，下列時間段中，緘的百分含量最高的是。A. totiB. 辦C.打4D."6(4)如果在76時刻，從反應體系中分離出部分氨，力時刻反應達到平衡狀態，請在圖中畫出反應速率的變化曲線。答案(l)ACDF (2)C E B (3)A解析 根據圖示可知，力f2 T3、3，4、時間段內，。正、。逆相等，反應處于平衡狀態。(2)，1時，。正、。送同時增大，且。逆增大得更快，平衡向逆反應方向移動

5、，所以M時改變的條 件是升溫。3時，。正、。逆同時增大且增大量相同，平衡不移動，所以，3時改變的條件是加催 化劑。時，。正、。逆同時減小，但平衡向逆反應方向移動，所以t4時改變的條件是減小壓 強。(3)根據圖示知"1 ，2、?4/5時間段內平衡均向逆反應方向移動,NHs的含量均比to h時間 段的低，所以時間段內NH3的百分含量最高。(4通時刻分離出部分NH3 ,。送立刻減小，而。正逐漸減小，在A時刻二者相等，反應重新達 到平衡，據此可畫出反應速率的變化曲線。2 .濃度(轉化率、百分含量)時間圖像(1)識圖技巧分析反應由開始(起始物質相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化

6、。若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短。若為壓強變化引起，樂強較大時，反應達平衡所需時間短。若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應達平衡所需時間短。(2)應用舉例濃度一時間如 A(g)+B(g) AB(g)ic/niol-L-1fao 八 /含量一時間一溫度(壓強)(C%指產物的質量分數，B%指某反應物的質量分數)（7>/，正反應為吸熱反應）5>內,正反應為氣體體積減小的反應）E加，正反應為氣體體積增大的反應）3 .恒壓（或恒溫）線（G表示反應物的轉化率，C表示反應物的平衡濃度）圖，若pi>p?>p3,則正反應為氣體體枳減小的反應，A27<0：

7、圖，若 n，則正反應為放熱反應。4 .幾種特殊圖像對于化學反應機A（g）+B（g） 2C（g） + qD（g）, M點前，表示從反應物開始，0逆；M 點為剛達到平衡點（如下圖）：M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加 或C的百分含量減少，平衡左移，故正反應對于化學反應?A（g）+B（g）pC（g）+qD（g）, L線上所有的點都是平衡點（如下圖）。L線的左上方（E點），A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以，E點。,>y 0 則L線的右下方（F點），相包。A%二（y【應用體驗】 不定項選擇題1 .某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對化學平衡的影

8、響，得到如下變化規律（圖中P表示壓強，T表示溫度，表示物質的量）。反應 11 ： 2A(g)-C值)反應 M 3A(g)+B(g)2C(g)A的平衡轉化率反應N: A(gHB(g) = 2C(g)根據以上規律判斷，下列結論正確的是（）A.反應 I ：P2>P1B.反應H： MvO, Ti<T2C.反應HI： M>0,八>71 或 A/MO, T2<TiD.反應N： Sv。，T2>Ti答案C2 .在容積均為IL的三個密閉容器中，分別放入鐵粉并充入1 mol CO,控制在不同溫度下發生反應Fe（s）+5CO（g）Fe（CO）5（g），當反應進行到5 mli1時，

9、測得CO的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是（）<P（CO） a to r. t2 a ntA.反應進行到5 mm時，b容器中。止=0逆B.正反應為放熱反應，平衡常數：K(TD>K(T2)C,b中0 k大于a中。送D.反應達到平衡時，CO的轉化率：b>c>a 答案BC3.在一恒容的密閉容器中充入0.1 mol I】 CO?、0.1 mol L 1cH4,在一定條件下發生反應: CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CEU平衡轉化率與溫度、壓強關系如圖，下列有關說法不正確的是()A.上述反應的AZ7<0B.壓強：p4>pz>

10、;pi>pC. 1 100 C時該反應的平衡常數約為L64D.壓強為04時，在y點：v ：i>v a答案A解析 “、P2. P3、門是四條等壓線，由圖像可知，壓強一定時，溫度越高，CH4的平衡轉化 率越高，故正反應為吸熱反應，20 , A項錯誤；該反應為氣體分子數增加的反應，壓強越 高，甲烷的平衡轉化率越小，故壓強加予3>P2加，B項正確；壓強為小、溫度為1 100 時,0.162X0.1620.02X0.02甲烷的平衡轉化率為80.00% ,故平衡時各物質的濃度分別為c(CH4) = 0.02 mol-L-1 , c(CO2) = 0.02 mol L-1 , c(CO)=

11、 0.16 mol L-1 1 c(H2) = 0.16 molL】，即平衡常數 K 二 心1.64 , C項正確；壓強為小時，y點未達到平衡,此時。正沖逆，D項正確。二、復雜化學平衡圖像分類突破【題型特點】化學平衡圖像題，除以常規圖像形式(如ct圖、含量一時間一溫度圖、含量一時間一壓強 圖、恒壓線圖、恒溫線圖等)考查平衡知識外，又出現了很多新型圖像。這些圖像常與生產生 活中的實際問題相結合，從反應時間、投料比值、催化劑的選擇、轉化率等角度考查。圖像 形式看似更加難辨，所涉問題看似更加復雜，但只要仔細分析，抓住圖像中的關鍵點(常為最高點、最低點、轉折點)、看清橫坐標、縱坐標代表的條件、弄清曲線

12、的變化趨勢，即可將復 雜圖像轉化為常規圖像。進而運用化學平衡知識進行解答即可。典型圖像示例1 .轉化率一投料比一溫度圖像例1將燃煤廢氣中的CO?轉化為甲健的反應原理為2CO2(g) + 6H2(g)催匕" CH30cH3®+3H9(g)已知在壓強為aMPa下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO?的轉化率見下圖：此反應(填“放熱”或“吸熱”)：若溫度不變，提高投料比KH2)/(CO2),則K將 (填“增大”“減小”或“不變”)。解析 當投料比一定時，溫度越高，CO2的轉化率越低，所以升溫，平衡左移，正反應為放 熱反應。平衡常數只與溫度有關，不隨投料比的變化而變化。答案放熱不

13、變2 .根據圖像判斷投料比例2采用一種新型的催化劑(主要成分是CuMil合金),利用CO和壓制備二甲健(DME)。主反應：2C0(g)+4HKg)CH30cH3(g)+H2O(g)副反應：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)CO(g)+2H2(g)CH30H(g)測得反應體系中各物質的產率或轉化率與催化劑的關系如圖所示。運將王舜，旅之1.0 2.0 3.() 4.0 n(Mny；/(Cu)則催化劑中(Mn)/(Cu)約為 時最有利于二甲股的合成。解析 由圖可知當催化劑中(Mn)加(Cu)約為2.0時,CO的轉化率最大，生成的二甲醮最多。答案2.03 .廢物回收及污染處理圖像例3

14、(1)一定條件下，用Fe2()3、NiO或CnCh作催化劑對燃煤煙氣進行回收。反應為 傕什用I2co(g)+SCh(g)2cCh(g)+S(l)AJ/=-270kJmol 1K他條件相同、催化劑不同，SO?的轉化率隨反應溫度的變化如圖1，Fe2O3和NiO作催化 劑均能使S02的轉化率達到最高，不考慮催化劑價格因素，選擇Fe2O3的主要優點是某科研小組用FuOb作催化劑。在38CTC時，分別研究了“(CO) : “(SO?)為1 ： 1、3 ： 1時SO?轉化率的變化情況(圖2)。則圖2中表示(C0) : 7?(SO2)=3 ： 1的變化曲線為，求/魄6s負載率 a 0.5% b3。% c5.

15、0% d3<M)44N)5(M) 600溫度圖4mjm)6()4()20 1(2)目前，科學家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理，其脫硝機理示意圖如圖3, 脫硝率與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質量分數)的關系如圖4所示。h.o,co,.n2c步6 VCir(NO】) CuQ)圖3寫出該脫硝原理總反應的化學方程式：為達到最佳脫硝效果，應采取的條件是(3)汽車使用乙醇汽油并不能減少NO.V的排放，這使NOx的有效消除成為環保領域的重要課 題。某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情 況如圖5所示。No轉化為M的轉化率-%加NO)MCO

16、)=1條件下.NO還原為N：的轉化率圖S若不使用CO ,溫度超過775 K ,發現NO的分解率降低，其可能的原因是在(NO)/“(CO)=1的條件下，應控制的最佳溫度在 左右。答案(1)Fed作催化劑時，在相對較低溫度可獲得較高的SO?轉化率，從而節約能源 a(2) 6NO+3Ch+2C2H4 催匕的 3N2+4CO2+4H2O350 C、負載率3.0%(3)NO分解反應是放熱反應，升高溫度不利于分解反應進行870 K強化訓練1 3題每小題有一個或兩個選項符合題意1 .臭氧在煙氣脫硝中的反應為2NOKg)+C)3(g)N205(g)+02(g)o若此反應在恒容密閉容器中進行，相關圖像如下，其中

17、對應分析結論正確的是()答案c 解析 由圖可知該反應為放熱反應,平衡后升高溫度，NO：含量升高，A項錯誤；02 s內， y(O3)= 0.1mol L-1 s-1 ,B項錯誤；NO?含量相同時，升高溫度，速率增大正：b點點，b點反應逆向進行，故V逆正，C項正確；h時再充入。3 ,平衡正向移動,。正> 0逆，D項錯誤。2 .在恒容密閉容器中進行反應：2CO2(g)+6H2(g) C2H50H(g)+3H9(g) AH。在某壓強 下起始時按不同氫碳比號知投料(如圖中曲線)，測得CO2的平衡轉化率與溫度的 關系如圖所示，下列有關說法正確的是()400 500 60() 700 «(K

18、> 7/KA.該反應的AZAOB.氫碳比：<*：C.其他條件不變的情況下，增大容器的體積可提高CO2的轉化率D.若起始CO?的濃度為2 moi LL 氏為4 moi1一】，在圖中曲線氫碳比條件下進行，則400 K時該反應的平衡常數數值約為1.7答案D 解析 根據圖像可知，在氫碳匕價目等的條件下，隨著溫度的升高,CO2的轉化率降低，說明 升高溫度，平衡向逆反應方向移動,因此正反應是放熱反應，H<Q , A錯誤；氫碳比越大, co：的轉化率越高，根據圖像可知,在溫度相等的條件下，CO2的轉化率：>0)>，則氫碳比：，B錯誤；正反應是氣體體積減小的反應，因此其他條件不變

19、的情況下，縮像可小容器的體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，可提高co2的轉化率，C錯誤；根 知，400 K時曲線中CO：的轉化率是50% ,這說明消耗CO： Imol L-】，則消耗氧氣3 mol L 1 ,生成乙醇和水蒸氣分別是0.5 mol L- 1.5 mol L-1 ,剩余CO?和氧氣分別是1 mol L- 1 molL，該溫度下平衡常數K二°：,：L7 , D正確。1一入13.(2020山東等級模擬考，15)熱催化合成氨面臨的兩難問題是：采用高溫增大反應速率的同 時會因平衡限制導致NH3產率降低。我國科研人員研制了 Ti-H-Fe雙溫區催化劑(Ti-H區域 和Fe區域有

20、溫度差可超過100 )。Ti-H-Fe雙溫區催化合成氨的反應歷程如圖所示，其中吸 附在催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是()6-2T.3,09-2.94-雙)A.為N三N的斷裂過程B.在高溫區發生，任低溫區發生C.為N原子由Fe區域向T1-H區域的傳遞過程D.使用Ti-H-Fe雙溫區催化劑使合成氨反應轉變為吸熱反應答案BC 解析 為N：被催化劑吸附，為形成過渡態過程，為N三N斷裂過程,為N原子傳 遞過程，為N-H成鍵過程。4.2015全國卷I x 28(4)Bodensteins研究了卜列反應:2HI(g) H2(g)+I2(g) AH>0在716 K時，氣體混合物中碘化氫的物質的量分數x(HI)與反應時間t的關系如下表:Z/mm0204060so120a(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.