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01020304解题模板典例剖析方法指导试题备选速率、平衡图像分析一、典例剖析【典例2】(浙江高考)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝218.4kJ·mol－1(反应Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)请回答下列问题：(1)反应Ⅰ能自发进行的反应条件是______________________________________________。(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅱ的Kp＝________(用表达式表示)。高温p4（CO2）p4（CO）正反应ΔS0，ΔH0(3)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是_____________________________________________________________________。(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。A.向该反应体系中投入石灰石B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度C.提高CO的初始体积百分数D.提高反应体系的温度C如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生ABC反应Ⅰ的活化能低于反应Ⅱ反应Ⅰ吸热反应Ⅱ放热转解析(6)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1＞v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。1．速率—时间图像此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。如N2＋3H22NH3ΔH0，建立平衡后，加热对速率的影响如图。二、方法指导2．全程速率—时间图像如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。解释原因：AB段(v渐大)，因为是放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率的渐大；BC段(v渐小)，则主要因为随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率渐小。3．物质的量(或浓度)—时间图像例如，某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图像得出的信息是①X、Y是反应物，Z是产物；②t3时反应达平衡，X、Y没有全部反应。(2)根据图像可进行如下计算：①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝n1－n3V·t3mol·L－1·s－1，Y的转化率＝n2－n3n2×100%。②确定化学方程式中的化学计量数之比如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。三、试题备选【典例2】用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。已知：反应Ⅰ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)ΔH1反应Ⅱ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2(且|ΔH1|＝2|ΔH2|)反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO2(g)5N2(g)＋3O2(g)＋6H2O(l)ΔH3反应Ⅰ和反应Ⅱ在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表：(1)推测反应Ⅲ是________反应(填“吸热”或“放热”)(2)相同条件下，反应Ⅰ在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)＝_____________。②下列说法正确的是________。A．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)Ea(B)Ea(C)B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数C．单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已达到平衡吸热0.375mol·L－1·min－1CD盖斯定律求ΔH3活化能依次减小浓度(3)一定条件下，反应Ⅱ达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)＝2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入NO2气体，分析NO2体积分数——φ(NO2)的变化情况：恒温恒压容器，φ(NO2)________；恒温恒容容器，φ(NO2)________(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)一定温度下，反应Ⅲ在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3L，c(N2)与反应时间t变化曲线X如图所示，若在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：①变为曲线Y改变的条件是_____________________________________________________。变为曲线Z改变的条件是________________________________________________________。②若t2时降低温度，t3时达到平衡，请在图中画出曲线X在t2～t4内c(N2)的变化曲线。不变变大加入催化剂将容器的体积快速压缩至2L转解析四、解题模板解答化学速率图像题的思路