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2023届高考一轮复习 化学平衡图像及化学平衡解题策略课件PPT
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这是一份2023届高考一轮复习 化学平衡图像及化学平衡解题策略课件PPT，共29页。PPT课件主要包含了基础图像，①T3T2T1，m1m2m3等内容，欢迎下载使用。
专题一：化学反应速率与化学平衡的图像分析
本部分知识在高考中更多是以新情境下的曲线形式考查，考查学生的分析图象的能力，能从图象中找到曲线起点、趋势、拐点，能正确分析可逆反应的特征，从而比较速率大小、判断平衡移动方向、计算特征点的物理量等。考查化学平衡移动原理，考查宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
①常见含“断点”的速率变化图像分析
正反应为气体物质的量增大的反应
正反应为气体物质的量减小的反应
②等体反应改变压强、催化剂：能够同等程度改变正逆反应速率，该化学平衡没有发生移动
t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强
(1)图中t1~t2、t5~t6、t7~t8时间段均存在速率关系:v正(A)=2v逆(C)。( )(2)图中t3~t4时间内C的质量分数一定大于t1~t2时间内C的质量分数。( )(3)t2时刻,可能是升高温度,逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大倍数。( )(4)t4时刻,可能是减小压强,平衡正向移动,化学平衡常数(K)增大。( )(5)t6时刻,可能是增大生成物浓度,达到新平衡时,C(g)的体积分数增大。( )(6)t8时刻,改变条件可能是增大压强,A(g)的平衡转化率不变。( )
已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件。
a、增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆不变b、增大生成物浓度，瞬间v正不变，v逆增大
c、恒压：增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆减慢d、恒压：增大生成物浓度，瞬间v正减慢，v逆增大
2.百分含量—时间—温度图像：先拐先平
解题策略1、先拐先平，温度高压强大（先出现拐点，达到平衡用时短，反应快，则对应温度高、压强大）2、横定温压（根据横坐标确定T、P大小），纵定方向（根据两平衡线对应纵坐标的变化判断平衡移动方向）3、综合分析（结合反应条件，反应特征），做出判断。
3、恒压(温)线——定一议二
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响
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
1．以下图像和叙述正确的是
二． 陌生平衡图像问题
平衡状态：若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响
非平衡状态：若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响
随温度升高，－lg K减小，K增大，反应为吸热反应ΔH>0
A．图甲中α(A)表示A的转化率，T1、T2表示温度，则可推断出：△H>0B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：T2、T3为平衡状态C．图丙中α(%)表示A的平衡转化率，p表示体系总压强，则推断出M点K=1.25×10-2ml•L-1D．达平衡后，降低温度，则反应速率变化图象可以用图丁表示
A．温度较高反应速率较快，先到达平衡，则T1>T2，升高温度A的转化率减小，则平衡逆向移动，可推出该反应为放热反应，△H<0，A错误；B．随温度的升高，A的浓度先减少是因为反应建立平衡，正向进行，到T2达平衡，后平衡逆向移动，所以T2、T3为平衡状态，B正确；C．M点时体系总压强为1.0MPa，A的平衡转化率为20%，则消耗的∆n(A)=2ml×0.20=0.40ml，根据变化的量和系数成正比，则∆n(B)=0.40ml、∆n(C)=0.20ml，平衡时A、B、C的物质的量分别为2-0.4=1.6ml、0.40ml、0.20ml，
D．降低温度，正逆反应速率都减小，图像不符合，D错误；
c点没有达到平衡，如果达到平衡，应向d点移动，A、B的浓度降低，说明此时反应正向进行，B项正确；若c点为平衡点，此时的平衡常数小于T ℃时的平衡常数，说明平衡向逆反应方向移动，即温度升高，C项正确；平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，因此曲线ab是平衡线，而虚线cd上除d点外均不处于平衡状态，D项错误。
(1)图1、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为起始时的投料比，即m＝
①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为______________，判断依据是______________________②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为____________，判断依据是_________________________________
正反应放热，升高温度平衡逆向移动，温度越高，CO2的平衡转化率越小
保持n(CO2)不变，增大n(H2)，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大
【例题1】在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，装置见题图。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题图-2所示。（1）在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ；（2）当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是 。
反应放热，温度升高，平衡左移
该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行；同时高温条件下会发生4NH3＋5O2===4NO＋6H2O副反应，使NO转化率降低
汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示
(1)若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为__________ __________________
该反应放热，升高温度，反应向逆反应方向进行
加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高
(2)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大：
CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·ml−1 反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH＝－122.5 kJ·ml−1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如题图。其中：
CH3OCH3的选择性＝ ×100％
（1）温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 （2）220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有
反应Ⅰ的ΔH＞0，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2转化为CO的平衡转化率上升；反应Ⅱ的ΔH＜0，温度升高平衡向逆反应方向移动， CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降。且上升幅度超过下降幅度
使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
专题二：化学平衡解题策略
此类试题大多给出考生相对陌生的“文字”“图表”“图像”等生产环保情境、学术探索情境等,解答问题的“三个步骤”如下:1.浏览全题,明确题给已知信息和待求(或分析)的数据(或原因),挖掘解题的切入点。2.对于图表数据类试题,分析数据,研究数据间的内在联系,找出数据的变化规律,挖掘数据的隐含意义。(1)图像曲线(及曲线中数据)、表格数据变化常联系勒夏特列原理。(2)升温、增压(导致体系内物质浓度增大)、增大反应物或生成物浓度、使用催化剂、反应物固体颗粒表面积增大,都使v正、v逆增大。
专题一：化学反应速率与化学平衡的图像分析
本部分知识在高考中更多是以新情境下的曲线形式考查，考查学生的分析图象的能力，能从图象中找到曲线起点、趋势、拐点，能正确分析可逆反应的特征，从而比较速率大小、判断平衡移动方向、计算特征点的物理量等。考查化学平衡移动原理，考查宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
①常见含“断点”的速率变化图像分析
正反应为气体物质的量增大的反应
正反应为气体物质的量减小的反应
②等体反应改变压强、催化剂：能够同等程度改变正逆反应速率，该化学平衡没有发生移动
t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强
(1)图中t1~t2、t5~t6、t7~t8时间段均存在速率关系:v正(A)=2v逆(C)。( )(2)图中t3~t4时间内C的质量分数一定大于t1~t2时间内C的质量分数。( )(3)t2时刻,可能是升高温度,逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大倍数。( )(4)t4时刻,可能是减小压强,平衡正向移动,化学平衡常数(K)增大。( )(5)t6时刻,可能是增大生成物浓度,达到新平衡时,C(g)的体积分数增大。( )(6)t8时刻,改变条件可能是增大压强,A(g)的平衡转化率不变。( )
已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件。
a、增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆不变b、增大生成物浓度，瞬间v正不变，v逆增大
c、恒压：增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆减慢d、恒压：增大生成物浓度，瞬间v正减慢，v逆增大
2.百分含量—时间—温度图像：先拐先平
解题策略1、先拐先平，温度高压强大（先出现拐点，达到平衡用时短，反应快，则对应温度高、压强大）2、横定温压（根据横坐标确定T、P大小），纵定方向（根据两平衡线对应纵坐标的变化判断平衡移动方向）3、综合分析（结合反应条件，反应特征），做出判断。
3、恒压(温)线——定一议二
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响
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
1．以下图像和叙述正确的是
二． 陌生平衡图像问题
平衡状态：若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响
非平衡状态：若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响
随温度升高，－lg K减小，K增大，反应为吸热反应ΔH>0
A．图甲中α(A)表示A的转化率，T1、T2表示温度，则可推断出：△H>0B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：T2、T3为平衡状态C．图丙中α(%)表示A的平衡转化率，p表示体系总压强，则推断出M点K=1.25×10-2ml•L-1D．达平衡后，降低温度，则反应速率变化图象可以用图丁表示
A．温度较高反应速率较快，先到达平衡，则T1>T2，升高温度A的转化率减小，则平衡逆向移动，可推出该反应为放热反应，△H<0，A错误；B．随温度的升高，A的浓度先减少是因为反应建立平衡，正向进行，到T2达平衡，后平衡逆向移动，所以T2、T3为平衡状态，B正确；C．M点时体系总压强为1.0MPa，A的平衡转化率为20%，则消耗的∆n(A)=2ml×0.20=0.40ml，根据变化的量和系数成正比，则∆n(B)=0.40ml、∆n(C)=0.20ml，平衡时A、B、C的物质的量分别为2-0.4=1.6ml、0.40ml、0.20ml，
D．降低温度，正逆反应速率都减小，图像不符合，D错误；
c点没有达到平衡，如果达到平衡，应向d点移动，A、B的浓度降低，说明此时反应正向进行，B项正确；若c点为平衡点，此时的平衡常数小于T ℃时的平衡常数，说明平衡向逆反应方向移动，即温度升高，C项正确；平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，因此曲线ab是平衡线，而虚线cd上除d点外均不处于平衡状态，D项错误。
(1)图1、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为起始时的投料比，即m＝
①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为______________，判断依据是______________________②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为____________，判断依据是_________________________________
正反应放热，升高温度平衡逆向移动，温度越高，CO2的平衡转化率越小
保持n(CO2)不变，增大n(H2)，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大
【例题1】在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，装置见题图。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如题图-2所示。（1）在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ；（2）当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是 。
反应放热，温度升高，平衡左移
该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行；同时高温条件下会发生4NH3＋5O2===4NO＋6H2O副反应，使NO转化率降低
汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示
(1)若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为__________ __________________
该反应放热，升高温度，反应向逆反应方向进行
加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高
(2)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大：
CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·ml−1 反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH＝－122.5 kJ·ml−1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如题图。其中：
CH3OCH3的选择性＝ ×100％
（1）温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 （2）220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有
反应Ⅰ的ΔH＞0，温度升高平衡向正反应方向移动，CO2转化为CO的平衡转化率上升；反应Ⅱ的ΔH＜0，温度升高平衡向逆反应方向移动， CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降。且上升幅度超过下降幅度
使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
专题二：化学平衡解题策略
此类试题大多给出考生相对陌生的“文字”“图表”“图像”等生产环保情境、学术探索情境等,解答问题的“三个步骤”如下:1.浏览全题,明确题给已知信息和待求(或分析)的数据(或原因),挖掘解题的切入点。2.对于图表数据类试题,分析数据,研究数据间的内在联系,找出数据的变化规律,挖掘数据的隐含意义。(1)图像曲线(及曲线中数据)、表格数据变化常联系勒夏特列原理。(2)升温、增压(导致体系内物质浓度增大)、增大反应物或生成物浓度、使用催化剂、反应物固体颗粒表面积增大,都使v正、v逆增大。
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