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热点专题课化学反应速率、化学平衡的图像分析1．速率——时间图一、常见化学反应速率和化学平衡图像类型此类图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)ΔH0，且m＋np＋q为例，各类条件改变图像如下：2．浓度——时间图此类图像能说明平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。仍以上述反应为例，图像如下：此类图像要注意各曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系。3．全程速率——时间图如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现的情况，如右图所示，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐增，导致反应速率的渐增；BC增(v渐小)，则主要因为随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率的渐小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。4．含量——时间——温度(压强)图常见的形式有如下图所示的几种(C%指某生成物百分含量，B%指某反应物百分含量)，这种图像的折点表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定T(p)的高低(大小)，水平线高低对应平衡移动方向。5．恒压(温)线该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有(如下图所示)：6．其他如下图所示曲线，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1、2、3、4四个点，表示v(正)＞v(逆)的点是3，表示v(正)＜v(逆)的点是1，而2、4点表示v(正)＝v(逆)。二、解答化学反应速率、化学平衡图像题的一般原则方法(1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。(2)依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。(3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。(4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。注意：化学平衡图像问题和其他各种化学平衡移动问题都是应用化学平衡移动原理解决①反应特点，②反应条件，③平衡移动引起的某种物理量变化问题之一，称“三位一体”。三、突破化学反应速率、化学平衡图像题的“三种”手段1．从“断点”着手当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。[例1](2013·安徽3月模拟)在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是()A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态[解析]A项，根据先拐先平知，乙的温度高，升高温度，SO2的含量降低，正反应是吸热反应，与题反应相矛盾，A项错误；B项使用催化剂，v正、v逆同时增大，且倍数相同，断点应在原平衡反应速率之上，B项正确；C项增大O2浓度，正反应速率会突然增大且图像上“断点”应在原平衡速率之上，但逆反应速率应在原来的基础上逐渐增大，C项错误；D项，a、b、c三点都是在不同温度下的平衡线上，错误。[答案]B同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。2．从“拐点”入手[例2]密闭容器中进行的可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是()A．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为吸热反应B．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为吸热反应C．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为吸热反应D．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为放热反应[解析]解答该题要综合运用“定一议二”和“先拐先平”。由(T1，p1)和(T1，p2)两条曲线可以看出：①温度(T1)相同，但压强为p2时先出现“拐点”，达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以p2p1；②压强较大(即压强为p2)时对应的w(B)较大，说明增大压强平衡逆向移动，则a＋bc。由(T1，p2)和(T2，p2)两条曲线可以看出：①压强(p2)相同，但温度为T1时先出现“拐点”，达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以T1T2；②温度较高(即温度为T1)时对应的w(B)较小，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应。[答案]B3．从曲线的变化趋势着手根据温度或压强对化学反应速率的影响，可以判断速率曲线的变化趋势。需要注意的是：(1)温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同；(2)分析外界条件对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。对于速率－温度(或压强)图像，由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲线。[例3]下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是()[解析]无论是升高温度还是增大压强，v(正)、v(逆)均应增大。B项中v(逆)减小，D项中v(正)和v(逆)均减小，故B、D项均错误；该反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则v(正)v(逆)，A项错误；增加压强，平衡向逆反应方向移动，则v(逆)v(正)，C项正确。[答案]C