《2014屆新人教課標(biāo)Ⅰ高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)資料word版:第七章 專題講座七》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2014屆新人教課標(biāo)Ⅰ高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)資料word版:第七章 專題講座七(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
專題講座七 用數(shù)形結(jié)合的思想探究化學(xué)平衡圖像
1.圖像類型
(1)濃度—時間圖:此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。如A+BAB反應(yīng)情況如圖1所示,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)計量數(shù)關(guān)系。
(2)速率—時間圖:如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況,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,溫度漸高,導(dǎo)致反應(yīng)速率增大;BC段(v漸小),則主要原因是隨反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸減小,導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。故分析時要抓住各階段的主
2、要矛盾,認(rèn)真分析。
(3)含量—時間—溫度(壓強(qiáng))圖:常見形式有如下幾種。(C%指生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù);B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù))
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(4)恒壓(溫)線(如圖3所示):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),常見類型如下所示:
(5)其他:如圖4所示曲線是其他條件不變時,某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個點(diǎn),表示v正>v逆的點(diǎn)是3,表示v正
3、間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡,說明該曲線反應(yīng)速率快,表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。
(2)定一議二
當(dāng)圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系,有時還需要作輔助線。
(3)三步分析法
一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看v正、v逆的相對大??;三看化學(xué)平衡移動的方向。
題組一 濃度—時間圖像
1.已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))?,F(xiàn)將一
定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為1 L的恒溫密閉容器中,反應(yīng)物濃度隨
時間變化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:
(1)圖中共有兩條曲線X和Y,
4、其中曲線______表示NO2濃度隨時間的變化;a、b、c、d四個點(diǎn)中,表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是________。
(2)前10 min內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)=__________molL-1min-1;反應(yīng)進(jìn)行至25 min時,曲線發(fā)生變化的原因是_________________________________。
(3)若要達(dá)到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài),在25 min時還可以采取的措施是_______。
A.加入催化劑 B.縮小容器體積
C.升高溫度 D.加入一定量的N2O4
答案 (1)X bd (2)0.04 加入了0.4 mol NO
5、2(或加入了NO2) (3)BD
解析 (1)曲線X在0~10 min達(dá)到平衡時濃度變化了0.4 molL-1,而曲線Y在0~10 min達(dá)到平衡時變化了0.2 molL-1,所以可得X曲線為NO2的濃度變化曲線;達(dá)到平衡時濃度不再隨時間而發(fā)生變化,所以b、d點(diǎn)均表示反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。
(2)NO2在0~10 min達(dá)到平衡時濃度變化了0.4 molL-1,所以用NO2表示的反應(yīng)速率為0.04 molL-1min-1;而在25 min時,NO2的濃度由0.6 molL-1突變?yōu)?.0
molL-1,而N2O4的濃度在25 min時沒有發(fā)生改變,所以可得此時改變的條件是向容器中加入了0
6、.4 mol NO2。
(3)加入NO2后平衡正向移動,所以若要達(dá)到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài),還可通過增大壓強(qiáng),使平衡也同樣正向移動;或者采取降低溫度的方法,使平衡正向移動;也可以向容器中充入一定量N2O4,因?yàn)檫@樣相當(dāng)于增大容器中氣體的壓強(qiáng),使得NO
2的轉(zhuǎn)化率提高,即達(dá)到與最后的平衡相同的平衡狀態(tài)。
題組二 含量(轉(zhuǎn)化率)—時間—溫度(壓強(qiáng))圖像
2.密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下,混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是 ( )
A.T
7、1c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.T1>T2,p1p2,a+bT2,p1>p2,a+b>c,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
答案 B
解析 當(dāng)圖像中有三個變量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系,這叫做“定一議二”。解答該題要綜合運(yùn)用“定一議二”和“先拐先平”的原則。由(T1,p1)和(T1,p2)兩條曲線可以看出:①溫度相同(T1),但壓強(qiáng)為p2時達(dá)到平衡所需的時間短,即反應(yīng)速率大,所以p2>p1;②壓強(qiáng)較大(即壓強(qiáng)為p2)時對應(yīng)的w(B)較大,說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動,則
8、a+bT2;②溫度較高(即溫度為T1)時對應(yīng)的w(B)較小,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
題組三 恒溫線(或恒壓線)圖像
3.有一化學(xué)平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖表示的是A
的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是 ( )
A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng);m+n>p+q
B.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);m+np+q
答案 D
解析
9、 圖像中有三個量,應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間的關(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+n>p+q。
題組四 速率、平衡綜合圖像
4.下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對化學(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.①是其他條件一定時,反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)ΔH<0
B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時間變化
10、的圖像
C.③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像,a是使用催化劑時的曲線
D.④是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖像,壓強(qiáng)p1>p2
答案 C
解析 根據(jù)圖像①,升高溫度,平衡正向移動,正反應(yīng)ΔH>0,A錯;②反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,K+和Cl-不參加化學(xué)反應(yīng),KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡,B錯;③使用催化劑,反應(yīng)速率加快,先達(dá)到平衡,C正確;④此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的化學(xué)反應(yīng),改變壓強(qiáng)不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,且由于不斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,D錯。
5.某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(
11、g)+xB(g)2C(g),達(dá)到平衡后,在不同的時間段,分別改變影響反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率分別隨時間的變化如下圖所示:
下列說法中正確的是 ( )
A.30~40 min間該反應(yīng)使用了催化劑
B.反應(yīng)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.30 min時降低溫度,40 min時升高溫度
D.8 min前A的反應(yīng)速率為0.08 molL-1min-1
答案 D
解析 A項(xiàng),若使用催化劑,則化學(xué)反應(yīng)速率加快,A不正確;由物質(zhì)的量濃度—時間圖像可知,A、B的濃度變化相同,故A、B的計量數(shù)相同,都為1,由反應(yīng)速率—時
12、間圖像可知,30 min時改變的條件為降壓,40 min時改變的條件為升溫,且升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。8 min前A的反應(yīng)速率為(2.0 molL-1-1.36 molL-1)/8 min=0.08 molL-1min-1。
題組五 其他類圖像
6.將I2溶于KI溶液中,能配制成濃度較大的碘水,主要是發(fā)生了反應(yīng):I2(aq)+I(xiàn)-(aq)I(aq)。該平衡體系中,I的物質(zhì)的量濃度與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(曲線上的任何一點(diǎn)都代表平衡狀態(tài))。下列說法正確的是 ( )
A.反應(yīng)速率:vM>vP
B.平衡常數(shù):KN
13、點(diǎn)的c(I-)大
D.Q點(diǎn)時,v正>v逆
答案 D
解析 A中,溫度越高,反應(yīng)速率越大,vMKP;C中,M、N兩點(diǎn)相比,M點(diǎn)溫度低于N點(diǎn)溫度,升溫,平衡左移,所以M點(diǎn)的c(I-)小。
7.在容積相同的密閉容器內(nèi),分別充入同量的N2和H2,在不
同溫度下,任其發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分
別在t秒時測定其中NH3的體積分?jǐn)?shù),繪圖如右:
(1)A、B、C、D、E五點(diǎn)中,尚未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是
________。
(2)此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是________反應(yīng)。(填“放熱”或“吸熱”)。
(3)AC段的曲線是增函數(shù),CE段曲線是減函數(shù),試從反應(yīng)速率和平衡角度說明理由。______________________________________________________________________。
答案 (1)AB (2)放熱 (3)AC段:反應(yīng)開始v正>v逆,反應(yīng)向右進(jìn)行生成NH3。CE段:已達(dá)平衡,升溫使平衡左移,NH3%變小
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