最新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)【講通練透】 第27講 化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖像（講通）

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考綱和考試說明是備考的指南針，認(rèn)真研究考綱和考試說明，可增強(qiáng)日常復(fù)習(xí)的針對(duì)性和方向性，避免盲目備考，按方抓藥，弄清楚高考檢測(cè)什么，檢測(cè)的價(jià)值取向，高考的命題依據(jù)。
2.精練高考真題，明確方向
經(jīng)過對(duì)近幾年高考題的橫、縱向分析，可以得出以下三點(diǎn)：一是主干知識(shí)考查“集中化”，二是基礎(chǔ)知識(shí)新視角，推陳出新，三是能力考查“綜合化”。
3.摸清問題所在，對(duì)癥下藥
要提高后期的備考質(zhì)量，還要真正了解學(xué)生存在的問題，只有如此，復(fù)習(xí)備考才能更加科學(xué)有效。所以，必須加大信息反饋，深入總結(jié)學(xué)情，明確備考方向，對(duì)癥開方下藥，才能使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加符合高考立體網(wǎng)絡(luò)化要求，才能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)→能力→分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)化。
4.切實(shí)回歸基礎(chǔ)，提高能力
復(fù)習(xí)訓(xùn)練的步驟包括強(qiáng)化基礎(chǔ)，突破難點(diǎn)，規(guī)范作答，總結(jié)方法，通過這樣的總結(jié)，學(xué)生印象深刻，應(yīng)用更加靈活。

第27講 化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖像
目錄
考情分析
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
考點(diǎn)一 速率圖像
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 速率—時(shí)間圖像
知識(shí)點(diǎn)2 速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像
知識(shí)點(diǎn)3 物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查速率-時(shí)間圖像
考向2 考查速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像
考向3 考查濃度或物質(zhì)的的量-時(shí)間圖像
考點(diǎn)二 平衡圖象
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像
知識(shí)點(diǎn)2 恒溫線或恒壓線圖像
知識(shí)點(diǎn)3 反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像的分析判斷
考向2 考查恒溫線或恒壓線圖像的分析判斷
考向3 考查組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像的分析判斷
考向4 考查化學(xué)平衡曲線外的非平衡點(diǎn)分析
考點(diǎn)三 圖像類分析方法
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 速率圖像分析
知識(shí)點(diǎn)2 平衡圖像分析
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析
考向2 考查化學(xué)平衡綜合圖像分析
真題感悟
考點(diǎn)一 速率圖像
知識(shí)點(diǎn)1 速率—時(shí)間圖像
1.“漸變”類v－t圖像
2.“斷點(diǎn)”類v－t圖像
3.“平臺(tái)”類v-t圖像
4.全程速率—時(shí)間圖像
例如：Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。
原因：(1)AB段(v增大)，反應(yīng)放熱，溶液溫度逐漸升高，v增大。
(2)BC段(v減小)，溶液中c(H＋)逐漸減小，v減小。
知識(shí)點(diǎn)2 速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像
1.對(duì)于速率～溫度曲線，溫度改變后，吸熱反應(yīng)速率變化大，放熱反應(yīng)速率變化小。即吸熱大變，放熱小變。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ為例
2.對(duì)于速率～壓強(qiáng)曲線，壓強(qiáng)改變后，氣體體積之和大的一側(cè)反應(yīng)速率變化大，氣體體積之和小的一側(cè)反應(yīng)速率變化小。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ為例
【名師點(diǎn)撥】這類圖像中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)或溫度增大，正反應(yīng)速率增大得快，平衡正向移動(dòng)。
知識(shí)點(diǎn)3 物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像
這類圖像能說明平衡體系中各組分在反應(yīng)過程中的濃度變化情況。
1、識(shí)圖：在c-t圖中，一般橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示濃度或物質(zhì)的量等變化，分析圖時(shí)要抓住隨著時(shí)間的變化曲線的基本走勢(shì)問題，其重點(diǎn)及易錯(cuò)點(diǎn)應(yīng)抓住曲線的斜率，某一時(shí)刻曲線的斜率大小就表示該時(shí)刻反應(yīng)的速率快慢，曲線越陡表示反應(yīng)的速率越大，曲線越平緩表示反應(yīng)的速率越小。
2、規(guī)律：①若為溫度變化引起，溫度較高時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。
②若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。
③若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。
3、實(shí)例：某溫度時(shí)，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。
(1)由圖像得出的信息
①X、Y是反應(yīng)物，Z是產(chǎn)物。
②t3 s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，X、Y并沒有全部反應(yīng)，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。
③0～t3 s時(shí)間段：Δn(X)＝n1－n3ml，Δn(Y)＝n2－n3ml，Δn(Z)＝n2ml。
(2)根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算
①某物質(zhì)的平均速率、轉(zhuǎn)化率，如
v(X)＝eq \f(n1－n3,V·t3) ml·L－1·s－1；
Y的轉(zhuǎn)化率＝eq \f(n2－n3,n2)×100%。
②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。
4、易錯(cuò)提醒：解該類圖像題要注意各物質(zhì)曲線出現(xiàn)折點(diǎn)(達(dá)到平衡)的時(shí)刻相同，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。
考向1 考查速率-時(shí)間圖像
例1.在容積不變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2A（g）＋B（g） 3C（g）；ΔHT1，D正確；故選D。
【答案】D
【變式訓(xùn)練】（2023·河北邢臺(tái)·統(tǒng)考一模）室溫下，某溶液初始時(shí)僅溶有M，同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：①；②。反應(yīng)①的速率可表示為，反應(yīng)②的速率可表示為(、為速率常數(shù))。體系中生成物濃度(c)隨時(shí)間(t)變化的曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是
A．0~10s內(nèi)，M的平均反應(yīng)速率
B．溫度不變，反應(yīng)過程中的值不變
C．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
D．溫度升高，體系中的值減小
【解析】A．由反應(yīng)可知M的濃度變化量等于Y和Z的濃度變化量之和，0~10s內(nèi)，M的平均反應(yīng)速率，故A正確；B． ，溫度不變時(shí)，比值不變，則恒定不變，v1與成正比，v2與成正比，則的值不變，故B正確；C．由圖可知相同條件下，Z的速率大于Y，可知反應(yīng)②的速率大于反應(yīng)①，根據(jù)反應(yīng)活化能越大反應(yīng)速率越小，可知反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大，故C正確；D．反應(yīng)的吸放熱情況不確定，穩(wěn)定升高平衡的移動(dòng)方向不確定，因此體系中的值無法確定，故D錯(cuò)誤；故選：D。
【答案】D
考點(diǎn)二 平衡圖像
知識(shí)點(diǎn)1 轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像
該類圖像中常常與化學(xué)平衡知識(shí)相聯(lián)系，重在考查化學(xué)平衡相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。這類圖像反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度（壓強(qiáng)）下對(duì)時(shí)間的關(guān)系，解題時(shí)要注意一定條件下物質(zhì)含量不再改變時(shí)，應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征。
1.識(shí)圖：一般當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到一個(gè)定值，即轉(zhuǎn)化率或百分含量保持不變，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，我們可以借助圖像中曲線的數(shù)值大小，進(jìn)一步結(jié)合影響平衡的一些外界因素，分析整合，得出相關(guān)結(jié)論。已知不同溫度或壓強(qiáng)下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的系數(shù)的關(guān)系。
2.規(guī)律：“先拐先平，數(shù)值大”原則
分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡所用時(shí)間的長短可推知反應(yīng)條件的變化。
①若為溫度變化引起，溫度較高時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖甲中T2>T1。
②若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖乙中p1>p2。
③若為使用催化劑引起，使用適宜催化劑時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖丙中a使用催化劑。
3.實(shí)例：正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法
[以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率αA為例說明]
①圖甲中，T2>T1，升高溫度，αA降低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
②圖乙中，p1>p2，增大壓強(qiáng)，αA升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。
③若縱坐標(biāo)表示A的百分含量，則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。
知識(shí)點(diǎn)2 恒溫線或恒壓線圖像
該類圖像的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度（反應(yīng)物或生成物）或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)。
1.識(shí)圖：(α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，c表示反應(yīng)物的平衡濃度)
圖①，若p1>p2>p3，則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，ΔH＜0；圖②，若T1>T2，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
【名師點(diǎn)睛】解答此類圖像問題，往往可作分析時(shí)可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線——恒壓線或恒溫線，然后進(jìn)行定一議二，從而可解決問題。
2.規(guī)律：(1)“定一議二”原則：可通過分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率大小來判斷平衡移動(dòng)的方向，從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的系數(shù)的大小關(guān)系。如乙中任取兩條壓強(qiáng)曲線研究，壓強(qiáng)增大，αA增大，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，甲中任取一曲線，也能得出結(jié)論。
(2)通過分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來判斷平衡移動(dòng)的方向，從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。如利用上述分析方法，在甲中作垂直線，乙中任取一曲線，即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
知識(shí)點(diǎn)3 反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系及非平衡點(diǎn)圖像
1.反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像
對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同時(shí)間段內(nèi)，M點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開始，則v正>v逆，未達(dá)平衡；M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)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(dòng)，ΔHv逆；則右下方(F點(diǎn))v正v(逆),若平衡逆移,v(正)v逆
C．650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%
D．925℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0pa
【解析】A．隨著溫度的升高，CO2的體積分?jǐn)?shù)降低，即升溫該平衡正向移動(dòng)，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H>0，A項(xiàng)正確；B．恒壓充入惰性氣體，容器容積變大，平衡向氣體增大的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)，v正>v逆，B項(xiàng)正確；C．設(shè)CO2為1ml，該條件下轉(zhuǎn)化率為x，根據(jù)已知信息建立三段式，650℃時(shí)CO2和CO的體積分?jǐn)?shù)分別為60%和40%，即得到x=0.25，則轉(zhuǎn)化率為25%，C項(xiàng)正確；D．925℃時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為96%，故=23.04p總，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選D。
【答案】D
【變式訓(xùn)練】（2023·上海·模擬預(yù)測(cè)）體積均為2.0L的恒容密閉容器甲、乙、丙中，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+C(s) 2CO(g)，起始投料量如表，在不同溫度下CO平衡濃度隨溫度變化如下圖。下列說法正確的是
A．曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對(duì)應(yīng)的容器分別是乙、甲、丙
B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)所處狀態(tài)的壓強(qiáng)大小關(guān)系：pc>pb>pa
C．1100K時(shí)，平衡時(shí)容器中混合氣體的平均分子量大小關(guān)系：甲>乙>丙
D．1000K時(shí)，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml，則v(正)>v(逆)
【解析】A．CO2(g)+C(s) 2CO(g)反應(yīng)中，C為固體，不影響平衡移動(dòng)，CO的化學(xué)計(jì)量數(shù)大于CO2的化學(xué)計(jì)量數(shù)，且反應(yīng)發(fā)生在恒容密閉容器中，所以增大CO2的物質(zhì)的量，則平衡左移。甲容器中n(CO2)初始為0.2ml，若全部轉(zhuǎn)化為CO，則c(CO)=0.2ml/L，所以曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的容器不是甲；若曲線Ⅲ對(duì)應(yīng)的容器為甲，則在1100℃時(shí)，乙容器中的c(CO)應(yīng)小于0.08ml/L，不符合圖示。綜上分析，曲線Ⅱ?qū)?yīng)的容器是甲，故曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的容器是乙，曲線Ⅲ對(duì)應(yīng)的容器是丙，A項(xiàng)正確；B．該反應(yīng)生成物中氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)大于反應(yīng)物中氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)。b、c兩點(diǎn)為同一容器的不同狀態(tài)，b點(diǎn)的c(CO)更大，該狀態(tài)下氣體的總物質(zhì)的量大于c點(diǎn)狀態(tài)，故pb>pc；a點(diǎn)為容器乙狀態(tài)，該狀態(tài)下氣體的總物質(zhì)的量大于b點(diǎn)，故pa>pb，所以a、b、c三點(diǎn)所處狀態(tài)的壓強(qiáng)大小關(guān)系：pa>pb>pc，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．CO2的分子量大于CO，所以CO2的轉(zhuǎn)化率越高則混合氣體的平均分子量大小越小。相同溫度下，容器中轉(zhuǎn)化率丙>甲>乙，故平衡時(shí)容器中混合氣體的平均分子量大小關(guān)系：乙>甲>丙，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．1000K時(shí)，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml，則，而1000K時(shí)，根據(jù)圖示可知反應(yīng)CO2(g)+C(s) 2CO(g)的平衡常數(shù)KK，則起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1ml，反應(yīng)v(正)反應(yīng)Ⅱ
B．反應(yīng)活化能：反應(yīng)I反應(yīng)Ⅱ，故A正確；B．短時(shí)間里反應(yīng)I得到的產(chǎn)物比反應(yīng)Ⅱ得到的產(chǎn)物多，說明反應(yīng)I的速率比反應(yīng)Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應(yīng)活化能：反應(yīng)I