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專題講座七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的解題方法,一、常見化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類型 1．物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像 此類圖像要注意各曲線的折點(diǎn)(達(dá)平衡)時(shí)刻相同，各物質(zhì)濃度變化的比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。,,2．速率—時(shí)間圖像 此類圖像定性地揭示了v(正)、v(逆)隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“動(dòng)、等、定、變”的基本特征，以及平衡移動(dòng)的方向。,,3．全程速率—時(shí)間圖像 如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)的情況，如右圖所示，解釋原因：AB段(v漸增)，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溫度漸增，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸增；BC增(v漸小)，則主要因?yàn)殡S反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中c(H＋)漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸小。故分析時(shí)要抓住各階段的主要矛盾，認(rèn)真分析。,,4．含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像 常見的形式有如下圖所示的幾種(C%指某生成物百分含量，B%指某反應(yīng)物百分含量)，這種圖像的折點(diǎn)表示達(dá)到平衡的時(shí)間，曲線的斜率反映了反應(yīng)速率的大小，可以確定T(p)的高低(大小)，水平線高低對(duì)應(yīng)平衡移動(dòng)方向。,,,,,此類題斜率大的反應(yīng)快，先達(dá)到平衡(先拐先平)。,5.速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像 特點(diǎn)：曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢(shì)及變化幅度。圖中交點(diǎn)是平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)增大后正反應(yīng)速率增大得快，平衡向正向移動(dòng)。,,6．恒壓(溫)線 該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)，橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p)，常見類型有(如下圖所示)： 解決這類圖像題，采用“定一議二”，即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè)為恒量，討論另外兩個(gè)變量的關(guān)系。,,,,二、一般解題思路 這類題目是討論自變量x(如時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)等)與函數(shù)值y(如物質(zhì)的量、濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等)之間的定量或定性關(guān)系。因此，要運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決此類題目。,,三、突破化學(xué)反應(yīng)速率，化學(xué)平衡圖像題的“三種”手段 1．從“斷點(diǎn)”著手 當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后，若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率—時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小，即可對(duì)外界條件的變化情況作出判斷。,,A．圖Ⅰ表示溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，且甲的溫度較高 B．圖Ⅱ表示t0時(shí)刻使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 C．圖Ⅲ表示t0時(shí)刻增大O2的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 D．圖Ⅳ中a、b、c三點(diǎn)中只有b點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 解析 A項(xiàng)，根據(jù)先拐先平知，乙的溫度高，升高溫度，SO2的含量降低，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，與題反應(yīng)相矛盾，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)使用催化劑，v正、v逆同時(shí)增大，且倍數(shù)相同，斷點(diǎn)應(yīng)在原平衡反應(yīng)速率之上，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)增大O2濃度，正反應(yīng)速率會(huì)突然增大且圖像上“斷點(diǎn)”應(yīng)在原平衡速率之上，但逆反應(yīng)速率應(yīng)在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，a、b、c三點(diǎn)都是在不同溫度下的平衡線上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 B,2．從“拐點(diǎn)”入手 同一可逆反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，達(dá)到平衡所用的時(shí)間也可能不同，反映到圖像出現(xiàn)“拐點(diǎn)”的時(shí)間也就有差異。根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，即可判斷出溫度的高低、壓強(qiáng)或濃度的大小及是否使用催化劑。,A．T1c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．T1T2，p1p2，a＋bT2，p1p2，a＋bc，正反應(yīng)為放熱反應(yīng),,解析 解答該題要綜合運(yùn)用“定一議二”和“先拐先平”。由(T1，p1)和(T1，p2)兩條曲線可以看出：①溫度(T1)相同，但壓強(qiáng)為p2時(shí)先出現(xiàn)“拐點(diǎn)”，達(dá)到平衡所需的時(shí)間短，即反應(yīng)速率大，所以p2p1；②壓強(qiáng)較大(即壓強(qiáng)為p2)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較大，說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，則a＋bT2；②溫度較高(即溫度為T1)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較小，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 答案 B,3．從曲線的變化趨勢(shì)著手 對(duì)于速率—溫度(或壓強(qiáng))圖像，由于隨著溫度逐漸升高或壓強(qiáng)逐漸增大，反應(yīng)速率會(huì)逐漸增大，因此圖像上出現(xiàn)的是平滑的遞增曲線。 根據(jù)溫度或壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可以判斷速率曲線的變化趨勢(shì)。需要注意的是：(1)溫度或壓強(qiáng)的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響是一致的，即要增大都增大，要減小都減小，反映到圖像上，就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢(shì)大致相同；(2)分析外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，只能分析達(dá)到平衡之后化學(xué)反應(yīng)速率的變化情況。,,解析 圖像中有三個(gè)量，應(yīng)定一個(gè)量來分別討論另外兩個(gè)量之間的關(guān)系。定壓強(qiáng)，討論T與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強(qiáng)下，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；定溫度，討論壓強(qiáng)與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強(qiáng)越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，即m＋np＋q。 答案 D,,A．由圖甲推斷，B點(diǎn)SO2的平衡濃度為0.3 molL－1 B．由圖甲推斷，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為80 C．達(dá)平衡后，縮小容器容積，則反應(yīng)速率變化圖像可以用圖乙表示 D．壓強(qiáng)為0.50 MPa時(shí)，不同溫度下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖丙，則T2T1 解析：由題圖甲計(jì)算可得B點(diǎn)SO2的平衡濃度為0.03 molL－1，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為800，A、B均不正確；達(dá)到平衡后，縮小容器體積，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移動(dòng)，v′(正)v′(逆)，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，題圖丙中T1先達(dá)到平衡，T1T2。 答案：C,2．(2014年高考福建卷)在一定條件下，N2O分解的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 下圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變化規(guī)律的是( ) (注：圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間，c1、c2均表示N2O初始濃度且c1c2),,答案：A,A．A、B、C為氣體，D不是氣體 B．A、B為氣體，C、D有一種為氣體 C．C、D為氣體，A、B有一種為氣體 D．C、D有一種為氣體，A、B都不是氣體,,解析：由圖像看出，增大壓強(qiáng)，v′(正)和v′(逆)都增大，但v′(逆)增大得更多，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積減小的方向，A、B錯(cuò)誤，C正確；如果C、D有一種是氣體，A、B不是氣體，則v′(正)在壓強(qiáng)增大時(shí)應(yīng)不變，D錯(cuò)誤。 答案：C,4．(2015年肇慶模擬)下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像，其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是( ),,A．a(chǎn)是其他條件一定時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像，正反應(yīng)ΔHp2 D．d是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的圖像,答案：B,