化学反应速率和化学平衡图像问题

化学反应速率、化学平衡图像问题近几年，高考题中所设计的化学平衡图像题目千变万化，其巧妙灵活的设计和新颖奇特的图像题常常考查学生灵活运用数学工具解决化学问题的能力。

解决此类问题需从以下二步入手。

一、解题必备知能1．捕捉图像最基本的信息(1)横坐标与纵坐标的含义横坐标通常是：t、T、p等(即时间、温度、压强等)。

纵坐标通常是：v、c、n、α、φ等(即速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数等)。

(2)线的走向与斜率线的走向，即随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是变大，变小，还是不变。

当纵坐标所表示的物理量，如：速率，物质的量浓度，物质的量，转化率，体积分数等不随横坐标的变化而变化时，图像中出现一条直线，那么该反应就到达了化学平衡状态。

斜率，是化学平衡图像曲线中，一个重要的参数。

斜率的应用，通常是对两条不同曲线的斜率进行比较，或者通过比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应是改变了哪些外界条件。

(3)观察化学平衡图像中的“重点”所谓的“重点”，指的就是化学平衡图像中的起点、拐点、终点、交点、突变点等，这些点往往隐藏着许多重要的信息，借助这些“重点”中的有效信息，能够快速地找到解题的思路，突破图像题的难点。

(4)跟踪化学平衡图像中量的变化量的变化，指的是纵坐标表示的物理量所发生的变化是由什么外界条件改变而引起的。

要解决这个问题，我们经常要借助化学平衡移动理论。

2．灵活运用解题技巧议二个量，再讨论另外两个量的关系。

二、题型技法点拨类型(一)利用“断点”突破v­t图像1．速率时间图像“断点”分析当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。

根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。

如图，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。

2．常见含“断点”的速率变化图像分析图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低适合正反应为放热的反应适合正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量增大的反应适合正反应为气体物质的量减小的反应[典例1]对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()[解析]分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。

化学反应速率和化学平衡图像图像分析要领2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) t随后逐渐增加，说明改变的条件是增加反应物的浓度。

CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0tmA(g)+nB(g)qC(g)+pD(g) “定一议二”。

m+n>q+p时2NO(g) + 2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 先拐先平，先平者高。

T投料比图2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<01.b应对应物质的化学计量数之n2.T3.平衡向右移动，分数先增大后减小定位题组1.对于可逆反应：2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)△H<0，下列研究目的和示意图相符的是2.工业上可利用CH 4(g)+H 2O(g)CO(g)+3H 2(g)反应生产合成氨原料气H 2。

已知温度、压强和水碳比[)()(42CH n O H n ]对甲烷蒸汽转化反应的影响如下图：图1（水碳比为3） 图2（水碳比为3） 图3（800℃）（1）降低反应的水碳比平衡常数K__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）;升高温度，平衡向____________方向移动（选正反应或逆反应）。

（2）图2中，两条曲线所示温度的关系是：t 1_____t 2（选填>、=或<）；图1中，在800℃、2MPa 比1MPa 时的甲烷含量_______（选填高、低或不变），3.甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH 4和H 2O 为原料来制备甲醇。

（1）将1.0 mol CH 4和2.0 mol H 2O(g)通入反应室(容积为100 L)，在一定条件下发生反应：CH 4(g)＋H 2O(g) CO(g)＋3H 2(g)……Ⅰ，CH 4的转化率与温度、压强的关系如图。

①已知100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min 。

则用H 2表示的平均反应速率为________。

热点题型9化学反应速率与化学平衡图像题热点一利用速率-时间图像的“断点”探究外因对化学反应速率和化学平衡的影响1.当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。

2.速率-时间图像(1)改变反应物的浓度(无断点)(2)改变生成物的浓度(无断点)(3)改变气体体系的压强(有断点)①对于正反应方向为气体体积增大(或减小)的反应②对于反应前后气体体积不变的反应(4)改变温度(有断点)对于正反应放热(或吸热)的反应(5)加催化剂(有断点)(1)条件增强，曲线在原图像的上方；条件减弱，曲线在原图像的下方。

(2)浓度改变时，图像曲线一条无断点，一条有断点；其他条件改变时，图像曲线均有断点。

1．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响。

下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()解析：选C。

分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。

增加氧气的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A项正确；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B项正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，v逆增大的倍数大于v正，C项错误；加入催化剂，v正、v逆同时同等倍数增大，D项正确。

2．在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。

回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是________(填字母，下同)。

A．t0～t1B．t1～t2C．t2～t3 D．t3～t4E．t4～t5F．t5～t6(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。

A．增大压强B．减小压强C．升高温度D．降低温度E．加催化剂F．充入氮气t1时刻________；t3时刻________；t4时刻________。

专题突破(七)化学反应速率和化学平衡图像的分析化学反应速率和平衡的图像及分析是高考考查的重点，此类试题将抽象的理论知识图像化，既能考查考生化学反应速率和平衡的相关知识，又能考查学生读图、识图，并应用知识解决综合问题的能力，要求考生获取有关信息、识别有效证据、推测反应结果、归纳总结规律，体现《中国高考评价体系》对于“学习掌握”“思维方法”等化学科核心素养的要求。

分析、解答化学反应速率和化学平衡图像题的思维流程如下：1．化学反应速率图像及分析(1)“渐变”类v­t图像图像分析结论t1时v正′突然增大，v逆′逐渐增大；v 正′＞v逆′，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v正′突然减小，v逆′逐渐减小；v 逆′＞v正′，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v逆′突然增大，v正′逐渐增大；v 逆′＞v正′，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t 1时v逆′突然减小，v正′逐渐减小；v 正′＞v逆′，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度(2)“断点”类v­t图像图像分析结论t1时v正′、v逆′均突然增大，且v正′＞v逆′；平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，升高温度且ΔH＞0(正反应为吸热反应)t1时v正′、v逆′均突然增大，且v逆′＞v正′；平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，升高温度且ΔH＜0(正反应为放热反应)t1时v正′、v逆′均突然减小，且v正′＞v逆′；平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＜0(正反应为放热反应)t1时v逆′、v正′均突然减小，且v逆′＞v正′；平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＞0(正反应为吸热反应)(3)“平台”类v­t图像图像分析结论t1时v正′、v逆′均突然增大且v正′＝v逆′，平衡不移动t1时其他条件不变使用催化剂t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)t1时v正′、v逆′均突然减小且v正′＝v 逆′，平衡不移动t 1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m ＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)2.化学平衡图像及分析(1)浓度-时间图像例如，反应A(g)＋B(g)⇌AB(g)，充入一定量A(g)和B(g)，达到平衡过程如图所示：(2)含量-时间-温度(压强)(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)(3)恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)图①，若则正反应为气体体积减小的反应，p1>p2>p3，ΔH＜0；图②，正反应为气体体积增大的反应，若T1>T2，则正反应为放热反应。

化学反应速率和平衡图像一、回顾1.影响化学反应速率的外界因素2.影响化学平衡的外界因素二、内容1.速率—时间图解法识记：1.增加反应物浓度，v正跳上得更大；减小反应物浓度，v正跳下得更大2.增加生成物浓度，v逆跳上得更大；减小生成物浓度，v逆跳下得更大3.升高温度，吸热方向跳上得更大；降底温度，吸热方向跳下得更大4.增大压强，计量数减小方向跳上得更大；减小压强，计量数减小方向跳下得更大若v正在v逆的上方，即平衡向正反应方向移动；若v逆在v正的上方，即平衡向逆反应方向移动。

2.浓度（或物质的量）—时间图1.可逆反应a X(g)＋b Y(g) c Z(g)在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后，t0时改变某一外界条件，化学反应速率(v)—时间(t)图象如图，则下列说法中正确的是()A．若a＋b＝c，则t0时只能是增大了容器的压强B．若a＋b＝c，则t0时只能是加入了催化剂C．若a＋b≠c，则t0时只能是增大了容器的压强D．若a＋b≠c，则t0时只能是加入了催化剂【典例2】(2013·成都模拟)可逆反应N2+3H2 2NH3是工业上合成氨的重要反应。

1)根据图1请写出合成氨的热化学方程式______________________________________(热量用E1、E2或E3表示)。

(2)图1中虚线部分是通过改变化学反应中的___________条件,该条件的改变与图2中哪一时刻条件的改变相同_________(用“t1…t6”表示)。

(3)图2中t3时刻改变的条件是_______________,t5时刻改变的条件是___________。

答案:(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-2(E3-E1)kJ·mol-1(2)催化剂t2…t3 (3)减小压强升高温度。