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1、第六章化学反应与能量同步微专题3化学反应速率与化学平衡的图像问题的分析【专题整合】【专题整合】1化学平衡建立过程中物质的量化学平衡建立过程中物质的量(或浓度或浓度)变化图像变化图像例例如如，某某温温度度时时，在在定定容容(V L)容容器器中中，X、Y、Z三三种种物物质质的的物物质质的量随时间的变化曲线如图所示。的量随时间的变化曲线如图所示。由由图图像像得得出出的的信信息息有有：X、Y是是反反应应物物，Z是是产产物物；t3时时反反应应达达平平衡状态，衡状态，X、Y没有全部反应没有全部反应。根根据据图图像像可可进进行行如如下下计计算算：某某物物质质在在某某段段时时间间的的平平均均反反应应速速率率、
2、转转化化率率、确确定定化化学学方方程程式式及及各各物质化学计量数之比。物质化学计量数之比。2解答化学反应速率与化学平衡图像题的方法技巧解答化学反应速率与化学平衡图像题的方法技巧化化学学反反应应速速率率与与化化学学反反应应限限度度问问题题常常以以图图像像题题的的形形式式出出现现，在在速速率率、平平衡衡相相关关图图像像的的平平面面直直角角坐坐标标系系中中，可可能能出出现现的的物物理理量量有有物物质质的的量量、浓浓度度、压压强强、时时间间等等。做做这这类类题题既既要要读读文文字字内内容容，又又要要读读图图，这这类类问问题题要要按照按照“一看、二想、三判断一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。这三
3、个步骤来分析解答。(1)“一看一看”看图像看图像看看面面：理理解解各各坐坐标标轴轴所所代代表表量量的的意意义义及及曲曲线线所所表表示示的的是是哪哪些些量量之之间的关系间的关系。看看线线：分分清清正正反反应应和和逆逆反反应应，分分清清突突变变和和渐渐变变、小小变变和和大大变变；理理解解曲曲线线“平平”与与“陡陡”(即即斜斜率率大大小小的的意意义义)；理理解解曲曲线线的的变变化化趋趋势势并并归归纳纳出出规规律律。若若图图中中有有拐拐点点，可可按按照照“先先拐拐先先平平”的的规规律律，即即较较早早出出现现拐拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。如下图点的曲线所表示的反应先达到平衡，
4、对应的温度高、压强大。如下图：看看点点：理理解解曲曲线线上上点点的的意意义义，特特别别是是某某些些特特殊殊点点，如如坐坐标标轴轴的的交交点点、几几条条曲曲线线的的交交叉叉点点、极极值值点点、转转折折点点等等。分分清清反反应应物物和和生生成成物物，浓浓度度减减小小的的是是反反应应物物，浓度增大的是生成物。浓度增大的是生成物。看看辅辅助助线线：作作横横轴轴或或纵纵轴轴的的垂垂直直线线(如如等等温温线线、等等压压线线、平平衡衡线线等等)。如下图。如下图(为反应物的转化率，为反应物的转化率，c为反应物的平衡浓度为反应物的平衡浓度)。看看量量的的变变化化：弄弄清清楚楚是是物物质质的的量量的的变变化化、浓
5、浓度度的的变变化化还还是是转转化化率率的变化的变化。(2)“二想二想”想规律想规律如如各各物物质质的的转转化化量量之之比比与与化化学学计计量量数数之之比比的的关关系系、各各物物质质的的化化学学反反应应速速率率之之比比与与化化学学计计量量数数之之比比的的关关系系、外外界界条条件件的的改改变变对对化化学学反反应应的的影影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。响以及对正、逆反应速率的影响规律等。(3)“三三判判断断”利利用用有有关关规规律律，结结合合图图像像，通通过过对对比比分分析析，做做出出正确判断正确判断。【典型例题】【典型例题】例例1(2023广广东东深深圳圳罗罗湖湖高高级级中中学学期期中中)某
6、某温温度度下下，在在2 L容容器器中中发发生生A、B两两种种气气体体间间的的转转化化反反应应，A、B物物质质的的量量随随时时间间变变化化的的曲曲线线如如图图所示，所示，M点的坐标为点的坐标为(7，0.24)。下列说法正确的是。下列说法正确的是()AA的平衡转化率为的平衡转化率为25%B4 min时，该反应的时，该反应的v正正v逆逆C前前7 min内，内，B的平均反应速率为的平均反应速率为0.02 molL-1min-1D通通过过对对图图像像进进行行分分析析可可以以得得出出该该反反应应化化学学方程式为方程式为A2B【答案】【答案】C例例2如如图图所所示示的的实实验验装装置置进进行行实实验验X及及
7、Y时时，每每隔隔半半分分钟钟分分别别测测定定放放出出气气体体的的体体积积。下下列列选选项项中中可正确表示实验可正确表示实验X及及Y结果的结果的是是()实验实验所用的酸所用的酸X25 mL 0.2 mol/LY50 mL 0.1 mol/L【答案】【答案】A【解解析析】X中中n(HCl)0.025 L0.2 mol/L0.005 mol，Y中中n(HCl)0.05 L0.1 mol/L0.005 mol，n(Mg)1/12 mol，根根据据Mg2HCl=MgCl2H2知知，Mg如如果果完完全全反反应应需需要要HCl的的物物质质的的量量为为1/6 mol0.005 mol，HCl完完全全反反应应，
8、Mg剩剩余余。两两种种酸酸的的物物质质的的量量相相等等，根根据据H原原子子守守恒恒知知生生成成氢氢气气的的体体积积相相等等；反反应应物物的的浓浓度度：X大大于于Y，所所以以反反应应时时间间X小小于于Y。【专题训练】【专题训练】1(2021广广东东东东莞莞期期末末)纯纯净净的的碳碳酸酸钙钙与与稀稀盐盐酸酸反反应应，不不同同时时间间收收集到集到CO2的量如图所示。下列分析不合理的是的量如图所示。下列分析不合理的是()AEF段反应速率最快段反应速率最快BFG段生成的段生成的CO2最多最多C用用CO2物物质质的的量量变变化化表表示示OE段段的的反反应应速率为速率为0.05 mol/minD为为降降低低
9、该该反反应应速速率率，可可向向稀稀盐盐酸酸中中加加入适量的入适量的NaCl溶液溶液【答案】【答案】B2H2O2分分解解速速率率受受多多种种因因素素影影响响。实实验验测测得得70 时时不不同同条条件件下下H2O2浓浓度度随随时时间间的的变变化化如如图图所所示示。下列说法错误的下列说法错误的是是()A图甲表明，其他条件相同时，图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，浓度越小，其分解速率越慢其分解速率越慢B图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2分解速率越慢分解速率越慢C图丙表明，少量图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液碱性越强，存在时，溶液碱性越强
10、，H2O2分解速率越快分解速率越快D图图丙丙和和图图丁丁表表明明，碱碱性性溶溶液液中中，c(Mn2+)对对H2O2分分解解速速率率的的影影响响大大【答案】【答案】C3(2023广广东东汕汕头头期期中中)某某温温度度时时，在在2 L恒恒容容密密闭闭容容器器中中充充入入0.9 mol A(g)、0.6 mol B(g)、0.3 mol C(g)，发发生生反反应应3A(g)B(g)2C(g)，各各物物质质物物质质的的量量的的变变化化关关系系如如图图所所示示，回答下列问题回答下列问题。(1)图中表示物质图中表示物质A的变化曲线为的变化曲线为_(填填“”“”“”“”或或“”“”)。(2)05 min内，
11、内，v(B)_molL-1min-1。(3)反应达到平衡时，反应达到平衡时，c(C)_molL-1。(4)若若仅仅改改变变下下列列一一个个条条件件，推推测测该该反反应应的的速速率率发发生生的的变变化化(均均填填“增增大大”“”“减减小小”或或“不不变变”)：降降低低温温度度，化化学学反反应应速速率率_；充充入入少少量量不不参参加加反反应应的的稀稀有有气气体体，化化学学反反应应速速率率_；将将容容器器的的体体积积压缩至原来的一半，化学反应速率压缩至原来的一半，化学反应速率_。(5)t1 min时时，反反应应_(填填“达达到到”或或“没没达达到到”)化化学学平平衡衡；5 min时，时，v(正正)_
12、(填填“”“”“”“”“”“”“(2)d点点和和e点点都都处处于于平平衡衡状状态态，n(N2)不不变变，即即d点和点和e点点n(N2)相等相等(3)1.3(4)【解解析析】(1)由由图图像像分分析析可可知知，a点点氨氨气气和和氢氢气气物物质质的的量量随随时时间间发发生生变变化化，说说明明反反应应未未达达到到平平衡衡状状态态，此此时时氢氢气气物物质质的的量量减减小小，氨氨气气物物质质的的量量增增加加，说说明明反反应应正正向向进进行行，正正反反应应速速率率大大于于逆逆反反应应速速率率；c点点时时向向正正反反应应方方向向进进行行，正正反反应应速速率率大大于于逆逆反反应应速速率率。(3)平平衡衡时时生生成成了了0.6 mol氨氨气气，消消耗耗了了0.9 mol氢氢气气，故故氢氢气气起起始始量量为为1.3 mol。(4)催催化化剂剂改改变变反反应应速速率率不不改改变变化化学学平平衡衡，达达到到平平衡衡状状态态时时氨氨气气和和氢氢气气物物质质的的量量不不变变，变变化化的斜率增大了，达到平衡所需时间少了，据此画出变化的曲线的斜率增大了，达到平衡所需时间少了，据此画出变化的曲线。
