1.系統(tǒng)掌握速率、平衡圖像的分析方法。2.加深外因?qū)瘜W反應速率影響的理解。3.能正確解答實際工業(yè)生產(chǎn)中有關圖像的問題。
考點一　常規(guī)圖像分類突破
考點二　復雜化學平衡圖像分類突破
微專題19　化學反應速率、平衡原理在物質(zhì)制備中的調(diào)控作用
1.瞬時速率—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(fā)生改變，都可能使速率—時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，根據(jù)出現(xiàn)“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：
t1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(zhì)的量不變的反應)。
(2)“漸變”類v－t圖像
(3)利用圖像“斷點”判斷影響速率的外因
在一密閉容器中發(fā)生反應N2＋3H2 2NH3　ΔH＜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?；卮鹣铝袉栴}：(1)處于平衡狀態(tài)的時間段是______(填字母，下同)。A.t0～t1　　B.t1～t2C.t2～t3 D.t3～t4E.t4～t5 F.t5～t6
解析　根據(jù)圖示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6時間段內(nèi)，v正、v逆相等，反應處于平衡狀態(tài)。
(2)判斷t1、t3、t4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t1時刻______；t3時刻______；t4時刻______。
解析　t1時，v正、v逆同時增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反應方向移動，所以t1時改變的條件是升溫。t3時，v正、v逆同時增大且增大量相同，平衡不移動，所以t3時改變的條件是加催化劑。t4時，v正、v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)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是____。A.t0～t1 B.t2～t3C.t3～t4 D.t5～t6
解析　根據(jù)圖示知，t1～t2、t4～t5時間段內(nèi)平衡均向逆反應方向移動，NH3的含量均比t0～t1時間段的低，所以t0～t1時間段內(nèi)NH3的百分含量最高。
(4)如果在t6時刻，從反應體系中分離出部分氨，t7時刻反應達到平衡狀態(tài)，請在圖中畫出反應速率的變化曲線。
解析　t6時刻分離出部分NH3，v逆立刻減小，而v正逐漸減小，在t7時刻二者相等，反應重新達到平衡，據(jù)此可畫出反應速率的變化曲線。
2.全程速率—時間圖像例如：Zn與足量鹽酸的反應，化學反應速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。原因：(1)AB段(v增大)，__________________________________。(2)BC段(v減小)，____________________________。
反應放熱，溶液溫度逐漸升高，v增大
溶液中c(H＋)逐漸減小，v減小
向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是A.反應在c點達到平衡狀態(tài)B.反應物濃度：a點小于b點C.反應物的總能量低于生成物的總能量D.Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段
解析　A項，化學平衡狀態(tài)的標志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實質(zhì)是正反應速率等于逆反應速率，c點對應的正反應速率顯然還在改變，一定未達平衡，錯誤；B項，a到b時正反應速率增加，反應物濃度隨時間不斷減小，錯誤；C項，從a到c正反應速率增大，之后正反應速率減小，說明反應剛開始時溫度升高對正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，說明該反應為放熱反應，即反應物的總能量高于生成物的總能量，錯誤；D項，隨著反應的進行，正反應速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的轉(zhuǎn)化率將逐漸增大，正確。
3.物質(zhì)的量(或濃度)—時間圖像例如：某溫度時，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。(1)由圖像得出的信息①______是反應物，___是產(chǎn)物。②t3 s時反應達到_____狀態(tài)，X、Y并沒有全部反應，該反應是_____反應。③0～t3 s時間段：Δn(X)＝_______ml，Δn(Y)＝_______ml，Δn(Z)＝___ml。
(2)根據(jù)圖像可進行如下計算①某物質(zhì)的平均速率、轉(zhuǎn)化率，如v(X)＝__________________；Y的轉(zhuǎn)化率＝________×100%。②確定化學方程式中的化學計量數(shù)之比，如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學計量數(shù)之比為_____________________。
(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2
1.100 ℃時，向某恒容密閉容器加入1.6 ml·L－1的Q后會發(fā)生如下反應：2Q(g) M(g)。其中M的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示：下列說法錯誤的是A.從反應開始到剛達到平衡的時間段內(nèi)，v(Q)＝ 0.02 ml·L－1·s－1B.a、b兩時刻生成Q的速率：v(a)v(bc)＝0D.其他條件相同，起始時將0.2 ml·L－1氦氣與Q混合，則反應達到平衡 所需時間少于60 s
解析　根據(jù)分析，從反應開始到剛達到平衡的時間段內(nèi)，v(Q)＝ ＝0.02 ml·L－1·s－1，故A正確；Q為反應物，初始時濃度最大，消耗速率最大，生成速率最小，隨著反應的進行，Q的濃度逐漸減小，消耗速率逐漸減慢，生成速率逐漸增大，則a、b兩時刻生成Q的速率：v(a)v(bc)＝0，故C正確；其他條件相同，向某恒容密閉容器中通入0.2 ml·L－1氦氣與Q混合，容器體積不變，Q、M的濃度不變，與原平衡體系等效，則反應達到平衡所需時間等于60 s，故D錯誤。
0～10 min內(nèi)的平均反應速率v(A)＝___________________。
2.向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B，發(fā)生如下反應：xA(g)＋2B(s) yC(g)　ΔH”“＝”或“K2。
4.濃度(轉(zhuǎn)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(zhì)相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。①若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短。②若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短。③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①濃度—時間如A(g)＋B(g) AB(g)②含量—時間—溫度(壓強)(C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)，B%指某反應物的質(zhì)量分數(shù))
5.恒壓(或恒溫)線(α表示反應物的轉(zhuǎn)化率，n表示反應物的平衡物質(zhì)的量)
圖①，若p1>p2>p3，則正反應為氣體體積_____的反應，ΔH___0；圖②，若T1>T2，則正反應為_____反應，氣體體積增大。
6.幾種特殊圖像(1)對于化學反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M點前，表示從反應物開始，v正>v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ΔH＜0。
(2)對于化學反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點(如圖)。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v正>v逆；則L線的右下方(F點)，v正＜v逆。
1.已知某可逆反應mA(g)＋nB(g) pC(g)在密閉容器中進行，如圖表示在不同反應時間(t)時，溫度(T)和壓強(p)與反應物B在混合氣體中的體積分數(shù)[φ(B)]的關系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是A.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放熱反應B.T1＞T2，p 1＜p2，m＋n＞p，吸熱反應C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放熱反應D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸熱反應
解析　由圖可知，壓強一定時，溫度T1先達到平衡，故溫度：T1＞T2，升高溫度，B在混合氣體中的體積分數(shù)減小，說明平衡正向移動，正反應為吸熱反應；溫度一定時，壓強p2先達到平衡，故壓強：p1＜p2，增大壓強，B在混合氣體中的體積分數(shù)增大，說明平衡逆向移動，正反應為氣體體積增大的反應，則m＋n＜p。
2.如圖是溫度和壓強對反應X＋Y 2Z影響的示意圖。圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表示平衡混合氣體中Z的體積分數(shù)。下列敘述正確的是A.上述可逆反應的正反應為放熱反應B.X、Y、Z均為氣態(tài)C.X和Y中最多只有一種為氣態(tài)，Z為氣態(tài)D.上述反應的逆反應的ΔH＞0
解析　由圖像可知，隨溫度升高Z的體積分數(shù)增大，正反應為吸熱反應，逆反應為放熱反應，故A、D錯誤；相同溫度下，壓強越大，Z的體積分數(shù)越小，說明增大壓強平衡左移，則Z為氣態(tài)，X、Y中最多只有一種氣態(tài)物質(zhì)，故B錯誤、C正確。
3.一定條件下，合成氨反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。圖甲表示在此反應過程中的能量變化，圖乙表示在2 L的密閉容器中反應時N2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。圖丙表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對此反應平衡的影響。
下列說法正確的是A.升高溫度，該反應的平衡常數(shù)增大B.由圖乙信息，從11 min起其他條件不變，壓縮容器的體積，則n(N2)的變化 曲線為dC.由圖乙信息，10 min內(nèi)該反應的平均速率v(H2)＝0.09 ml·L－1·min－1D.圖丙中溫度T1”“

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