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- 2021-07-06 发布
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选考题型突破系列
(
八
)
化学反应速率和化学平衡图象题
【
题型特点
】
1.
试题特点
:
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
,
试题具有一定的难度。
2.
考查能力
:
分析图象、充分挖掘蕴含的信息的能力
;
根据图象进行计算的能力
;
对化学反应速率及化学平衡的基本概念、基本理论进行分析、推理自学和创新应用的能力。
3.
考查知识
:
化学反应速率的计算
,
可逆反应的概念
,
影响化学反应速率的因素
,
化学平衡状态的判断
,
化学平衡移动原理
,
物质转化率的计算。
4.
考查角度
:(1)
以物质的量
(
或浓度
)
随时间的变化图
象为载体
,
考查反应速率的表示方法及其相关计算
;
(2)
以反应过程速率随时间的变化图象为载体
,
考查反
应速率的影响因素及相关分析
;(3)
以物质的含量随时
间的变化图象为载体
,
考查外界条件对化学平衡的影响
以及平衡移动过程中相关量的变化分析
;(4)
以反应速
率随温度、压强等的变化图象为载体
,
考查化学平衡移动的规律及化学反应方向的判断。
【
典题示例
】
【
典例
】
(2018·
全国卷
Ⅲ
节选
)
三氯氢硅
(SiHCl
3
)
是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题
:
对于反应
2SiHCl
3
(g)====SiH
2
Cl
2
(g)+SiCl
4
(g)
Δ
H
=+114 kJ·mol
-1
,
采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂
,
在
323 K
和
343 K
时
SiHCl
3
的转化率随时间变化的结果如图所示。
(1)343 K
时反应的平衡转化率
α
=________%
。平衡常数
K
343 K
=________(
保留
2
位小数
)
。
(2)
在
343 K
下
:
要提高
SiHCl
3
转化率
,
可采取的措施是
________;
要缩短反应达到平衡的时间
,
可采取的措施有
________
、
________
。
(3)
比较
a
、
b
处反应速率大小
:
v
a
______
v
b
(
填“大于”
“小于”或“等于”
)
。反应速率
v
=
v
正
-
v
逆
=
k
正
、
k
逆
分别为正、逆向反应速率常数
,
x
为物质的量分
数
,
计算
a
处的
=
________
(
保留
1
位小数
)
。
【
解题思路
】
(1)
反应为吸热反应
,
升高温度
,
平衡正向移动。
(2)
缩短反应达到平衡的时间只需要增大化学反应速率
,
与化学平衡移动方向或是否移动无关。
(3)
温度越高反应速率越快。
【
解析
】
(1)2SiHCl
3
(g)====SiH
2
Cl
2
(g)+SiCl
4
(g),
该反应为吸热反应
,343 K
时的平衡转化率比
323 K
时要高
,
所以
α
=22%
2SiHCl
3
(g)====SiH
2
Cl
2
(g)+SiCl
4
(g)
起始浓度
c
0
0
改变浓度
0.22
c
0.11
c
0.11
c
平衡浓度
0.78
c
0.11
c
0.11
c
平衡常数
K
343 K
= ≈0.02
(2)
在
343 K
下
:
要提高
SiHCl
3
转化率
,
可采取的措施是及时移去产物等
;
要缩短反应达到平衡的时间
,
可采取加压、增大反应物浓度、使用催化剂等加快化学反应速率的措施。
(3)
应根据温度比较
a
、
b
处反应速率大小
,a
处温度为
343K,b
处温度为
323 K,
温度越高反应速率越快
,
故
v
a
大于
v
b
2SiHCl
3
(g)====SiH
2
Cl
2
(g)+SiCl
4
(g)
起始浓度
c
0
0
改变浓度
0.22
c
0.11
c
0.11
c
平衡浓度
0.78
c
0.11
c
0.11
c
当反应达到平衡时
,
v
正
=
v
逆
,
即
a
处时结合图象可知
:
答案
:
(1)22
0.02
(2)
及时移去产物 使用催化剂 增大反应物压强
(
合理即可
)
(3)
大于
1.3
【
类题通法
】
解图象题三步曲
:“
一看”“二想”“三判断”
(1)“
一看”
——
看图象
①看面
:
弄清纵、横坐标的含义。
②看线
:
弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。
③
看点
:
弄清曲线上点的含义
,
特别是一些特殊点
,
如起始点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。
④看量的变化
:
弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
⑤看要不要作辅助线
:
如等温线、等压线等。
(2)“
二想”
——
想规律
看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)“
三判断”
通过对比分析
,
做出正确判断。
【
类题试解
】
有一化学平衡
m
A(g)+
n
B(g)
p
C(g)+
q
D(g),
如图表
示的是
A
的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确
的是
(
)
A.
正反应是放热反应
;
m
+
n
>
p
+
q
B.
正反应是吸热反应
;
m
+
n
<
p
+
q
C.
正反应是放热反应
;
m
+
n
<
p
+
q
D.
正反应是吸热反应
;
m
+
n
>
p
+
q
【
解析
】
选
D
。图象中有三个量
,
应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强
,
讨论
T
与
A
的转化率的关系
:
同一压强下
,
温度越高
,A
的转化率越高
,
说明正反应是吸热反应
;
定温度
,
讨论压强与
A
的转化率的关系
:
同一温度下
,
压强越大
,A
的转化率越高
,
说明正反应是体积缩小的反应
,
即
m
+
n
>
p
+
q
。