年级 课程标题 编稿老师 一校
高三 刘学超 林卉 二校 黄楠 审核 张美玲 学科 化学 版本 人教新课标版 高考第二轮复习——化学反应速率和化学平衡图象 一、考纲要求
图形等表达出来,并作出解释。
考纲要求能够将分析解决问题的过程和成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、1. 能够将外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响通过图示的形式展示出来。 2. 能够通过图象来判断改变的外界条件及化学反应的特征。
二、考题规律
化学反应速率的变化、化学平衡的移动都与反应物的温度、浓度、气体反应物的压强等因素有关,化学平衡的移动又与反应速率的变化之间有着密不可分的关系,所有这些都可以用一定形式的图象来表达。化学反应速率与化学平衡的图象都是以此为依据来设计的。旨在考查学生对化学反应速率与化学平衡中的基本概念、基本理论的掌握程度以及分析、推理、自学和创新能力。从历年高考不难看出,高考每年都涉及有关图象的问题。从高考的试题来看,考查的知识点主要是:速率、转化率、平衡移动等多种图象的分析,等效平衡的简单计算等。从题型上看主要是选择题和填空题。
三、考向预测
化学反应速率和化学平衡图象类试题的特点:图象是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求的不断提高,这种数形结合的试题将频频出现。预计这将是考查考生学科内综合能力的一种方向,高考试题考查这种题型的力度将加大。
一、化学平衡中常见的几种图象
1. v-t图:
既能表示反应速率变化,又能表示平衡移动的速率-时间图,如下图中A、B、C所示:
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1-A图,t=0时,v正>v逆=0,表明反应由正反应开始;t=tl时,v′正>v逆 ,v′逆v逆=0,表明在改变条件的瞬间,v正变大,v逆不变,是加入了一种反应物的结果;t>tl时,v′正>v′逆表明平衡向正反应方向移动了,随后又达到新平衡。
1-B图,反应由正反应开始;v正、v逆在改变条件时同时增大;平衡向逆反应方向移动了。
1-C图,反应由正反应开始;v正、v逆在改变条件时同时同倍数增大;平衡未移动。 2. 转化率-时间图 如下图-A、B所示:
2一A图,先出现拐点的先达平衡。即“先拐先平,数据大”,说明T2>T1
2一B图,同理说明p2>p1 3. 物质的含量一压强一温度图 如下图-A、B所示:
对上述图象,采取“定一议二”法,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。 4. 速率一温度(压强)图
这类图有两种情况:一是不隐含时间因素的速率-时间图,二是隐含时间变化的速率-时间图。以2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);ΔH<0为例,v-T(p)关系如下图所示。
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5. 其他
如下图,在一定条件下,将X、Y按不同的物质的量之比放入密闭容器中反应,平衡后测得X和Y的转化率(?)与起始两物质的物质的量之比[n(X)/n(Y)]的关系如下图所示,据此可推知X、Y的反应式化学计量数之比为3:1。
如下图,曲线是其他条件不变时,某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点,表示v正>v逆的点是c,表示v正 如下图,反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)随着温度的升高反应速率加快,从E、 F到G点(AB3%最大,平衡状态),AB3%所占的体积分数增大;从G到H、I,AB3%所占的体积分数降低,曲线上G、H、I三点均为平衡时的状态,温度越高时AB3%越小,即升高温度平衡逆移,能得出正反应是放热反应;E、F两点的AB3%比G点低,原因是低温下反应速率慢,反应未达平衡状态。 二、图象题的解题方法 1. 看懂图象。一看横、纵坐标的含义,二看线的变化趋势,三看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等,四看有用的等温线、等压线及作相关的辅助线,五看有关量的 第3页 版权所有 不得复制 多少。 2. 知识联想。联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 3. 分析判断。联系已知的化学反应和图象中的信息,根据有关知识规律分析并作相应判断。 例1 在容积固定的4L密闭容器中,进行可逆反应:X(气)+2Y(气)关系如下图,则图中阴影部分面积表示( ) 2Z(气) 并达到平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的 A. X的浓度的减少 B. Y的物质的量的减少 C. Y的浓度的减少 D. X的物质的量的减少 分析:由图可知纵坐标表示以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆),横坐标表示时间,阴影部分面积表示:[v(正)·t1-v(逆)·t1],即Y的消耗浓度与Y的生成浓度之差,也就是Y的浓度的减少。 答案:C 点评:本题要求学生掌握图中阴影部分面积表示的意义。考查了学生的识图能力,同时也考查了对化学反应速率的理解。要求能将二者有机地结合在一起。 例2 在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确的是( ) A. 反应的化学方程式为:2M N B. t2时,正逆反应速率相等,达到平衡 C. t3时,正反应速率大于逆反应速率 D. t1时,N的浓度是M的浓度的2倍 分析:分析本题的图象可知:反应开始到时间t3时建立化学平衡,M的物质的量的变化为5mol-2mol=3mol;N的物质的量的变化为8mol-2mol=6mol,根据“各物质的转化量之比等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比”知,反应的方程式为:2N M,故A 选项错误。t2时,M和N的物质的量相等(反应在同一容器中进行,也可理解为浓度相等),但正、逆反应速率并不相等,因为,此时反应并未达到平衡,故B项也错。t3时,反应已达 第4页 版权所有 不得复制 到平衡,此时的正、逆反应速率相等,故C项也错。t1时,M和N的物质的量分别为3mol和6mol,N的浓度是M的2倍,D项正确。 答案:D 点评:这道试题是一道定量试题,我们要明确坐标的含义,准确判断出达到平衡的时间。 例3 对达到平衡状态的可逆反应X+Y Z+W,在其他条件不变的情况下,增大压 强,反应速率变化图象如下图所示,则图象中X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为( ) A. Z、W均为气体,X、Y中有一种是气体 B. Z、W中有一种是气体,X、Y皆非气体 C. X、Y、Z、W皆非气体 D. X、Y均为气体,Z、W中有一种为气体 分析:压强对反应速率的影响仅限于气态物质,由图可知,压强改变,正逆反应速率均发生了改变,故反应物和生成物中均有气体物质;增大压强平衡逆移,故只有A项满足题意。 答案:A 点评:本题主要是通过图象来判断化学反应的特点。应利用平衡移动的原理来解决。 例4 已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+ 6H2O(g)ΔH=-1025 kJ/mol,该 反应是一个可逆反应,若反应起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( ) 分析:本题考查化学平衡移动原理和化学平衡图象的关系。根据题给可逆反应知该反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,NO的含量降低,故选项A符合,选项C不符合;增大压强,平衡向逆反应方向移动,NO的含量降低,故选项B符合;增加催化剂,对平衡移动无影响,但能缩短反应达到平衡的时间,故选项D符合。 答案:C 点评:本题主要是通过化学反应的特点结合化学反应平衡移动的原理来评定图象,要求将两者结合在一起。 第5页 版权所有 不得复制