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新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题7化学反应速率与化学平衡微专题4化学反应速率及化学平衡图像课件
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这是一份新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题7化学反应速率与化学平衡微专题4化学反应速率及化学平衡图像课件，共49页。PPT课件主要包含了高考真题·研析，知能对点·突破，关键能力·提升等内容，欢迎下载使用。
专题7 化学反应速率与化学平衡
微专题4 化学反应速率及化学平衡图像
命题角度1 浓度(或n)、速率、转化率图像1. (2021·广东真题)反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )A．a为c(X)随t的变化曲线B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
【解析】由题中信息可知，反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。因此，图中呈不断减小趋势的a线为X的浓度c随时间t的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度c随时间t的变化曲线，先增加后减小的线为Y的浓度c随时间t的变化曲线。X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，a为c(X)随t的变化曲线，A正确；由图可知，分别代表三种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此，t1时c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正确；由图中信息可知，t2时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明t2时刻反应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即t2时Y的消耗速率大于生成速
率，C正确；由图可知，t3时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则c(Y)＝c0，由于反应②Y→2Z的发生，t3时刻Y浓度的变化量为c0－c(Y)，变化量之比等于化学计量数之比，所以Z的浓度的变化量为2[c0－c(Y)]，这种关系在t3后仍成立，D不正确；故选D。
2. (2021·辽宁选考)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大C．条件①，反应速率为0.012 ml·L－1·min－1D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为62.5 min
命题角度2 温度(或压强)图像3. (2022·广东选考)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )A．该反应的ΔH<0B．a为n(H2O)随温度的变化曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
【解析】从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。
A．ΔH>0B．气体的总物质的量：na12D．反应速率：va正
下列说法正确的是( )A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
【解析】图示中NH3的转化率不是指平衡转化率而是一定流速下的NH3的转化率，NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，A错误；根据图像，在175～300 ℃范围，随温度的升高，N2的选择性降低，即产生氮气的量减少，B错误；根据图像，温度高于250 ℃，N2的选择性降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225 ℃，此时氨气的转化率、氮气的选择性较大，C错误；NH3转化的反应为放热反应，则在低温下NH3的转化率较高，并且低温下N2的选择性高，但低温下反应速率较慢，单位时间内NH3的转化率不高，故需要研发低温下促进NH3转化的催化剂，D正确；故选D。
6. (2020·浙江1月)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g) ΔH＝247.1 kJ·ml－1H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g) ΔH＝41.2 kJ·ml－1在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D．恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
〔思维建模〕化学平衡图像类试题解题思维模型
知能对点1 化学反应速率与平衡图像1.浓度对化学反应速率影响的特点——渐变，从平衡时速率逐渐增大、减小。
2.温度、压强对化学反应速率影响的特点——跳变，从平衡时速率突然增大、减小。
3.催化剂(反应前后气体体积不变的反应增大压强)对化学反应速率影响的特点——平变，从平衡时速率平跳，平衡不移动。
知能对点2 百分含量(或转化率)图像1.百分含量(或转化率)—时间、温度(或压强)图像
解题原则：“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡，速率快，温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度，纵坐标大小与平衡状态相对应，将温度高低、压强大小与平衡状态相联系，即可得到反应热或气体分子数信息。
2.百分含量(或转化率)—压强、温度图像
解题原则：“定一议二”。讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。
知能对点3 新型图像的探究应用陌生图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率、产率、成本等角度考查。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，已然成为高考及平时模拟考试的“新宠”，分析时抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点)、看清横坐标、纵坐标代表的条件、弄清曲线的变化趋势，即可将复杂图像转化为常规图像，进而运用化学平衡知识结合常规图像处理方法进行解答即可。
A．使用催化剂Ⅰ时反应的活化能低于催化剂ⅡB．ΔH>0C．b、d两状态下，化学反应速率相等D．d状态下，保持其他条件不变，向容器中再加入1 ml CO2与0.5 ml C2H4，v(正)
A．该反应ΔH>0B．200 ℃时，前10 min的平均反应速率v(X)＝0.02 ml·L－1·min－1C．400 ℃时，反应的平衡常数K＝2D．bc段变化可能是催化剂在温度高于400 ℃时活性降低导致
下列说法正确的是( )A．该反应的平衡常数随温度升高而增大B．曲线Y表示c(C2H4)随温度的变化关系C．提高投料比[n(CO2)∶n(H2)]，可提高H2的平衡转化率D．其他条件不变，2n ml CO2与6n ml H2在T1℃下反应，达到平衡时c(H2)
【解析】由图可得两个等式：9.2＝－3.2×10－3Ea＋C和3.0＝－3.4×10－3Ea＋C，解得Ea＝3.1×104J/ml，带入其中计算得C＝108.4 J·ml－1·K－1，A不正确；使用催化剂可以加快反应速率，能提高丙烯单位时间内的产率，B正确；在恒容密闭容器中，气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡，C不正确；增加CH3OH物质的量平衡正向移动，CH3OH的体积分数是增大的，D不正确；故选B。
专题7 化学反应速率与化学平衡
微专题4 化学反应速率及化学平衡图像
命题角度1 浓度(或n)、速率、转化率图像1. (2021·广东真题)反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )A．a为c(X)随t的变化曲线B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
【解析】由题中信息可知，反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。因此，图中呈不断减小趋势的a线为X的浓度c随时间t的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度c随时间t的变化曲线，先增加后减小的线为Y的浓度c随时间t的变化曲线。X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，a为c(X)随t的变化曲线，A正确；由图可知，分别代表三种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此，t1时c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正确；由图中信息可知，t2时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明t2时刻反应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即t2时Y的消耗速率大于生成速
率，C正确；由图可知，t3时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则c(Y)＝c0，由于反应②Y→2Z的发生，t3时刻Y浓度的变化量为c0－c(Y)，变化量之比等于化学计量数之比，所以Z的浓度的变化量为2[c0－c(Y)]，这种关系在t3后仍成立，D不正确；故选D。
2. (2021·辽宁选考)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大C．条件①，反应速率为0.012 ml·L－1·min－1D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为62.5 min
命题角度2 温度(或压强)图像3. (2022·广东选考)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )A．该反应的ΔH<0B．a为n(H2O)随温度的变化曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
【解析】从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。
A．ΔH>0B．气体的总物质的量：na
下列说法正确的是( )A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
【解析】图示中NH3的转化率不是指平衡转化率而是一定流速下的NH3的转化率，NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，A错误；根据图像，在175～300 ℃范围，随温度的升高，N2的选择性降低，即产生氮气的量减少，B错误；根据图像，温度高于250 ℃，N2的选择性降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225 ℃，此时氨气的转化率、氮气的选择性较大，C错误；NH3转化的反应为放热反应，则在低温下NH3的转化率较高，并且低温下N2的选择性高，但低温下反应速率较慢，单位时间内NH3的转化率不高，故需要研发低温下促进NH3转化的催化剂，D正确；故选D。
6. (2020·浙江1月)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g) ΔH＝247.1 kJ·ml－1H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g) ΔH＝41.2 kJ·ml－1在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D．恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
〔思维建模〕化学平衡图像类试题解题思维模型
知能对点1 化学反应速率与平衡图像1.浓度对化学反应速率影响的特点——渐变，从平衡时速率逐渐增大、减小。
2.温度、压强对化学反应速率影响的特点——跳变，从平衡时速率突然增大、减小。
3.催化剂(反应前后气体体积不变的反应增大压强)对化学反应速率影响的特点——平变，从平衡时速率平跳，平衡不移动。
知能对点2 百分含量(或转化率)图像1.百分含量(或转化率)—时间、温度(或压强)图像
解题原则：“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡，速率快，温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度，纵坐标大小与平衡状态相对应，将温度高低、压强大小与平衡状态相联系，即可得到反应热或气体分子数信息。
2.百分含量(或转化率)—压强、温度图像
解题原则：“定一议二”。讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。
知能对点3 新型图像的探究应用陌生图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率、产率、成本等角度考查。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，已然成为高考及平时模拟考试的“新宠”，分析时抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点)、看清横坐标、纵坐标代表的条件、弄清曲线的变化趋势，即可将复杂图像转化为常规图像，进而运用化学平衡知识结合常规图像处理方法进行解答即可。
A．使用催化剂Ⅰ时反应的活化能低于催化剂ⅡB．ΔH>0C．b、d两状态下，化学反应速率相等D．d状态下，保持其他条件不变，向容器中再加入1 ml CO2与0.5 ml C2H4，v(正)
A．该反应ΔH>0B．200 ℃时，前10 min的平均反应速率v(X)＝0.02 ml·L－1·min－1C．400 ℃时，反应的平衡常数K＝2D．bc段变化可能是催化剂在温度高于400 ℃时活性降低导致
下列说法正确的是( )A．该反应的平衡常数随温度升高而增大B．曲线Y表示c(C2H4)随温度的变化关系C．提高投料比[n(CO2)∶n(H2)]，可提高H2的平衡转化率D．其他条件不变，2n ml CO2与6n ml H2在T1℃下反应，达到平衡时c(H2)
【解析】由图可得两个等式：9.2＝－3.2×10－3Ea＋C和3.0＝－3.4×10－3Ea＋C，解得Ea＝3.1×104J/ml，带入其中计算得C＝108.4 J·ml－1·K－1，A不正确；使用催化剂可以加快反应速率，能提高丙烯单位时间内的产率，B正确；在恒容密闭容器中，气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡，C不正确；增加CH3OH物质的量平衡正向移动，CH3OH的体积分数是增大的，D不正确；故选B。
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