高考第二轮复习——化学反应速率和化学平衡图象汇总.doc

年级高三学科化学版本人教新课标版课程标题高考第二轮复习化学反应速率和化学平衡图象编稿老师刘学超一校林卉二校黄楠审核张美玲一、考纲要求考纲要求能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达出来，并作出解释。1. 能够将外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响通过图示的形式展示出来。2. 能够通过图象来判断改变的外界条件及化学反应的特征。二、考题规律化学反应速率的变化、化学平衡的移动都与反应物的温度、浓度、气体反应物的压强等因素有关，化学平衡的移动又与反应速率的变化之间有着密不可分的关系，所有这些都可以用一定形式的图象来表达。化学反应速率与化学平衡的图象都是以此为依据来设计的。旨在考查学生对化学反应速率与化学平衡中的基本概念、基本理论的掌握程度以及分析、推理、自学和创新能力。从历年高考不难看出，高考每年都涉及有关图象的问题。从高考的试题来看，考查的知识点主要是：速率、转化率、平衡移动等多种图象的分析，等效平衡的简单计算等。从题型上看主要是选择题和填空题。三、考向预测 化学反应速率和化学平衡图象类试题的特点：图象是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。预计这将是考查考生学科内综合能力的一种方向，高考试题考查这种题型的力度将加大。一、化学平衡中常见的几种图象1. vt图：既能表示反应速率变化，又能表示平衡移动的速率时间图，如下图中A、B、C所示： 1A图，t=0时，v正v逆=0，表明反应由正反应开始；t=tl时，v正v逆 ,v逆v逆=0，表明在改变条件的瞬间，v正变大，v逆不变，是加入了一种反应物的结果；ttl时，v正v逆表明平衡向正反应方向移动了，随后又达到新平衡。 1B图，反应由正反应开始；v正、v逆在改变条件时同时增大；平衡向逆反应方向移动了。 1C图，反应由正反应开始；v正、v逆在改变条件时同时同倍数增大；平衡未移动。2. 转化率时间图如下图A、B所示： 2一A图，先出现拐点的先达平衡。即“先拐先平，数据大”，说明T2T12一B图，同理说明p2p13. 物质的含量一压强一温度图如下图A、B所示： 对上述图象，采取“定一议二”法，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。4. 速率一温度（压强）图这类图有两种情况：一是不隐含时间因素的速率时间图，二是隐含时间变化的速率时间图。以2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；Hv逆的点是c，表示v正CB. A、C两点气体的颜色：A深，C浅C. A、B两点气体的平均相对分子质量：ABD. B、C两点的化学平衡常数：BC分析：升高温度平衡正向移动，二氧化氮的体积分数增加，因此T1T2。平衡常数仅是温度的函数，正向进行的程度越大平衡常数越大，因此B、C两点的化学平衡常数：BC；相同温度下压强大反应速率快，A、C两点的反应速率：CA；相同温度下增大压强最终达到新的平衡，平衡体系中各种气体的浓度均增大，因此A、C两点气体的颜色：A浅，C深；平衡体系中气体的总质量不变，气体的物质的量越小相对分子质量越大，A点对应的气体物质的量大于B点，因此A、B两点气体的平均相对分子质量：AB。答案：D点评：本题以平衡移动原理为知识载体，主要以平衡图象的形式考查压强、温度对平衡移动的影响。解答图象题需要从以下几个方面考虑：（1）理解横纵坐标的含义；（2）看曲线的起点、拐点、终点以及变化趋势；（3）存在多个变量时要控制单一变量来讨论图象中相关量的变化定一分析法。例6 如图为条件一定时，反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）；H0（正反应为放热）中NO的转化率与T变化关系的曲线，图中有a、b、c、d 4个点，其中表示未达到平衡状态，且v（正）v（逆）的点是 （ ） A. aB. bC. cD. d分析：a、b在曲线上为平衡点，c、d点未达平衡。d点在曲线右上方，从d点向横坐标引辅助线，可知该温度平衡时NO的转化率比d点的小，说明该点未达到平衡，且v（正）v（逆）平衡逆向移动，或从d点向纵坐标引垂线，d点的T比平衡点的高，该反应正向放热，升高温度平衡逆向（向吸热的方向）移动，同样得出结论v（正）v（逆），故选D。答案：D点评：这是一个平衡曲线，也就是说在曲线上的任何一点都是平衡点。在分析同温或同压时要作辅助线。例7 下列各表述与示意图一致的是A. 图表示25时，用0.1 molL1盐酸滴定20 mL 0.1 molL1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化B. 图中曲线表示反应2SO2（g）O2（g） 2SO3（g）；H 0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化C. 图表示10 mL 0.01 molL1 KMnO4 酸性溶液与过量的0.1 molL1 H2C2O4溶液混合时，n（Mn2+）随时间的变化D. 图中a、b曲线分别表示反应CH2CH2（g）H2（g）CH3CH3（g）；H 0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化分析：酸碱中和在接近终点时，pH会发生突变，曲线的斜率会很大，故A错；正逆反应的平衡常数互为倒数关系，故B正确；反应是放热反应，且反应生成的Mn2+对该反应有催化作用，故反应速率越来越快，C错；反应是放热反应，但图象描述的是吸热反应，故D错。答案：B点评：这道试题的综合性较强。应该明确每一个图象的含义，才能够正确作答。例8 根据有关图象，判断下列说法正确的是（ ）A. 由图象可知，该反应在T1、T3处达到平衡B. 由图象可知，该反应的H0C. 图象发生反应的化学方程式为2X+6Y3ZD. 由图象可知，相同条件下起始时投入0.1 mol/L X、0.3 mol/L Y和0.3 mol/L Z反应，达到平衡后，Z的浓度为0.4 mol/L 分析：在图象中T1、T3时X%、Z%的百分含量相等，并不能说明达到化学平衡，而在T2时Z%最大，说明达到平衡；温度升高（T2T3）时Z%降低，说明反应2X（g）+Y（g）2Z（g）为放热反应，Hv（放），在速率-时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v（吸）大增，v（放）小增，增大反应物浓度，v（正）突变，v（逆）渐变。 （4）注意终点。例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。3. 对于化学平衡的有关图象问题，可按以下方法进行分析： （1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。 （2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。 （3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。 （4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。 （5）先拐先平。例如，在转化率时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。（6）定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。下一讲我们复习的内容是：水溶液中的离子平衡（答题时间：60分钟）一、选择题（每小题仅有一个正确选项）1. 一定条件下，在某密闭容器中进行如下反应：mA（g）nB（g）pC（g）qD（s），若增大压强或升高温度，重新达到平衡，反应速率随时间的变化过程如下图所示，则对该反应的叙述正确的是 （ ）A. 正反应是放热反应B. 逆反应是放热反应C. mnpqD. mnpq2. 某密闭容器中发生如下反应：X（g）3Y（g）2Z（g） H0。下图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（ ）A. t2时加入了催化剂 B. t3时降低了温度C. t5时增大了压强 D. t4t5时间内X的转化率最低3. 向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应：H2（g）I2（g）2HI（g）H0，当达到平衡后，改变反应的某一条件（不再充入任何气体），造成容器内压强增大，下列说法正确的是（ ） A. 容器内气体颜色变深，平均相对分子质量增大 B. 平衡向右移动，HI浓度增大C. 改变条件前后，速率时间图象如下图 D. 平衡不移动，混合气体密度不变4. 已知某可逆反应mA（g）+ n B（g）pC（g）= Q在密闭容器中进行，如图为在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的百分含量B%的关系曲线，由曲线分析下列判断正确的是（ ）A. T1 p2 m + n p Q T2 p1 p Q 0 C. T1 p2 m + n 0 D. T1 T2 p1 p2 m + n 0 5. 对于可逆反应：mA（g）nB（g）xC（g） H？，在不同温度及压强（p1，p2）条件下，反应物A的转化率如下图所示，下列判断正确的是 （ ）A. H0，m+nxB. H0，m+nxC. H0，m+nxD. H0，m+nx6. 25 时，在含有Pb2、Sn2的某溶液中，加入过量金属锡（Sn），发生反应：Sn（s）Pb2（aq）Sn2（aq）Pb（s），体系中c（Pb2）和c（Sn2）变化关系如下图所示。下列判断正确的是（ ）A. 往平衡体系中加入金属铅后，c（Pb2）增大B. 往平衡体系中加入少量Sn（NO3）2固体后，c（Pb2）变小C. 升高温度，平衡体系中 c（Pb2）增大，说明该反应H0D. 25 时，该反应的平衡常数K2.27. 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2（g）NO2（g）SO3（g）NO（g）达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是（ ）A. 反应在c点达到平衡状态B. 反应物浓度：a点小于b点C. 反应物的总能量小于生成物的总能量D. t1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段8. 一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是（ ）A. CO2（g）2NH3（g）CO（NH2）2（s）H2O（g）；H0C. CH3CH2OH（g）CH2CH2（g）H2O（g）；H0D. 2C6H5CH2CH3（g）O2（g）2C6H5CHCH2（g）2H2O（g）；H09. 下图为条件一定时,反应2NOO22 NO2H0中NO的最大转化率与温度变化的关系曲线，图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且v正v逆的点是（ ）A. B点和C点 B. A点和E点C. E点 D. A点和C点10. 如下图所示，是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( A. 反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B. 该反应达到平衡态后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态C. 该反应达到平衡态后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态D. 同一种反应物在平衡态和平衡态时浓度不相等11. 反应aM（g）+bN（g）cP（g）+dQ（g）达到平衡时。M的体积分数y（M）与反应条件的关系如图所示。其中：Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是（ ）A. 同温同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加B. 同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加C. 同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加D. 同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加12. 已知：CO2（g）3H2（g）CH3OH（g）H2O（g）H49.0 kJmol1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH)的浓度随时间变化的曲线如下图所示。下列叙述中，正确的是( )A. 升高温度能使增大B. 反应达到平衡状态时，CO2的平衡转化率为75%C. 3 min时，用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率D. 从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(（H2)）0.075 molL1min1二、非选择题13. 如下图表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t1是达到平衡状态的时间。试回答： （1）该反应的反应物是_；（2）反应物的转化率是_；（3）该反应的化学方程式为_。14. 向一定体积的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的量浓度随时间变化如图（）所示，其中t0t1阶段c（B）未画出。图（）为t2时刻后改变反应条件，化学反应速率随时间变化的情况，四个阶段改变的条件均不相同，每个阶段只改变浓度、压强、温度、催化剂中的一个条件，其中t3t4阶段为使用催化剂。请回答下列问题：（1）若t1=15 min，则t0t1阶段以C物质的浓度变化表示的反应速率为 mol L1min1。（2）t4t5阶段改变的条件为 ，B的起始物质的量浓度为 mol L1。（3）t5t6阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，写出此温度下该反应的热化学方程式 。15. . 一定温度下，在一固定体积的容器中，通入一定量的CO和H2O，发生如下反应：CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）；H0)。（1）在一个容积固定的容器中，充入1 mol A2和1 mol B2在同样条件下达到平衡时，反应放出的热量_（填“大于”“等于”或“小于”）Q kJ。（2）若在上述条件下的平衡常数K4，则达平衡时A2的转化率为_。（3）若保持温度不变，在同样的容器中，充入1 mol A2、1 mol B2 和2 mol AB在同样条件下达到平衡时，反应放出的热量_（填“大于”“等于”或“小于”）Q kJ。16. 一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：根据题意完成下列各题：（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K_，升高温度，K值_（填“增大”“减小”或“不变”）。（2）500C时，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）_（用nB、tB表示）。（3）在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系的体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是_。a. 氢气的浓度减小 b. 正反应速率加快，逆反应速率也加快c. 甲醇的物质的量增加d. 重新平衡时n（H2）/n（CH3OH）增大（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：_（用化学方程式表示）。1. AC 2. A 解析：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。由图可知：t2t3时，v正=v逆0, 化学平衡不移动，t2时加入了催化剂；t3t4时，v（逆）、v（正）均减小，且v正v逆，化学平衡逆移，t3时减小了压强；t5t6时，v（逆）、v（正）均增大，且v逆v正，化学平衡逆移，t5时升高了温度；由化学平衡移动原理可知：t6时X的转化率最低。故本题答案为A。3. C 解析：根据题意：在一体积不变的密闭容器中发生如下反应：H2（g）I2（g） 2HI（g）Hv正，化学平衡逆移。故t0时升高了温度。图象与题设条件一致，根据化学平衡移动原理可知：本题答案为C。4. D 解析：根据达到平衡的时间长短,可以断定：压强均为p2时，T2T1；温度均为T1时，p2p1。 根据“平台”高低，可断定低温有利于B%增大，说明逆反应是放热反应，即正反应为吸热反应，Q0；高压有利于B%增大，说明增大压强，平衡逆移，故mnp。由此可知本题答案为D。5. B 解析：由图a可知可逆反应在p1压强先达平衡，故p1p2，且在p1时A的转化率较p2时高，说明增大压强，平衡向正反应方向移动，故mnx，排除C、D项；由图b知升高温度时A的转化率减小，即升温平衡逆向移动，故正向反应为放热反应，H0，B项正确。6. D 解析：由于铅是固体状态，加入后平衡不移动，c（Pb2）不变；往平衡体系中加入少量Sn（NO3）2固体后，相当于提高了Sn2浓度，平衡向左移动，c（Pb2）变大；升高温度，平衡体系中c（Pb2）增大，平衡向左移动，说明该反应是放热反应，即HT1，拐点之后，T2温度下达到平衡时，水蒸气的含量较少，因此确定升高温度，平衡逆向移动，即此反应正向为放热反应，排除B、C。右边图象为压强与时间的图象，用先拐先平数值大可判断p1p2，拐点后可判断增大压强平衡正向移动，确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和，排除D。9. C 解析：当条件一定时，反应的最大转化率一定是达平衡状态时。该图象与初中所学的溶解度曲线很相似。A、D所在的曲线上所有的点均为平衡时的状态。曲线上下的点均为非平衡时的状态。反应从非平衡自发达到平衡。从图中可看出，B、C所在状态的转化率小于该温度平衡时的转化率。说明反应向正反应方向进行。即v正v逆。而E所在状态的转化率大于该温度平衡时的转化率，说明反应向逆反应方向进行。即v正v逆。10. C 解析：C项达到平衡态后，减小反应物浓度，正反应速率减小，逆反应速率那一瞬间不变，图象应为11. B 解析：本题考查了平衡移动原理的应用。A项加入催化剂只能改变反应速率，不会使平衡移动。B项由图象（1）知随着温度的升高M的体积分数降低，说明正反应吸热，所以温度升高平衡正向移动，Q的体积分数增加。C项对比（1）（2）可以看出相同温度条件，压强增大M的体积分数增大，所以正反应是体积缩小的反应，增大压强，Q的体积分数减小。由C项可以判断D项也不对。12. B 解析：该反应Hv逆，因此用CO2的浓度表示的正反应速率大于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率，C错；010 min内，molL1min1，根据同一反应中用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，v（H2）3v（CO2）0.225 molL1min1，D错。13. （1）A （2）40 （3）2AB3C解析：起始时A的浓度为2.0 molL，B、C的浓度为0，随着时间的推移，A的浓度降低为1.2 molL，C的浓度升高为1.2 molL，B的浓度升高为0.4mol/Lt1时刻后各物质浓度不再变化，说明反应已达平衡，得出A为反应物，B、C为产物，它们浓度变化的差值之比为化学方程式中各物质的化学计量数之比。14. （1）0.02 （2）减小压强 0.5 （3）2A（g）+ B（g）3C（g） H= +200a kJmol1解析：本题是一道运用浓度-时间图象与速率-时间图象来确定化学方程式、条件改变和反应物的起始浓度的综合题。因图（）为t2时刻后改变反应条件，化学反应速率随时间变化的情况，四个阶段改变的条件均不相同，每个阶段只改变浓度、压强、温度、催化剂中的一个条件，其中t3t4阶段为使用催化剂。根据正逆反应速率变化与化学平衡的移动情况可推断：t2t3阶段和t5t6阶段平衡发生了移动，t4t5阶段平衡没有移动。由于改变浓度、温度化学平衡一定移动；而改变压强，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，平衡不移动。利用三步分析法：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。由图可知：t2t3阶段为改变浓度；t5t6阶段为升高温度，且化学平衡正移，故该反应的正反应为吸热反应；t4t5阶段为改变压强，且改变压强平衡不移动，故该反应为反应前后气体体积不变的反应。由图（I）可知：t1时刻达到平衡，c（A）消耗0.2 molL1, c（C）增加了0.3 molL1，只有当c（B）消耗0.1molL1时，才满足该反应为反应前后气体体积不变的反应这一条件，故B的起始物质的量浓度为0.5molL1，该反应的化学方程式为：2A（g）+ B（g）3C（g）。15. . （1）0.03 molL1min1( （2）0.5 大于 该反应正反应为放热反应，化学平衡常数随温度的升高而减小 向左 b 增大 增大H2O的浓度，平衡右移，提高了CO的转化率. （1）小于 （2）50% （3）小于解析：. （1）由题示图象可知，CO的消耗量为0.20 mol0.08 mol0.12 mol，v（CO）0.12 mol/4 L)10 min0.003 molL1min1。（2）34 min，各种物质的浓度都没有发生改变，故反应处于平衡状态，K（0.1000.100）/（0.1000.200）0.5。正反应是放热反应，则升高温度平衡向生成CO的方向移动，c1的数值应大于0.08 molL1。从表中数据可以看出，在45 min之间，H2O、CO的物质的量浓度增大，CO2的浓度在减小，平衡向左移动，是由于增加氢气引起的。在56 min之间，CO的物质的量浓度减小，H2O的物质的量浓度增大，所以平衡右移，CO的转化率增大。. 由方程式可知，该反应可逆，故反应中放出的热量小于Q kJ，当再充入2 mol AB时导致平衡逆向进行，故此时放出的热量小于Q kJ。设容器体积