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1.用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响
图像
图像分析
(1)其他反应条件一定,化学反应速率随反应物浓度增大而增大
(2)其他反应条件一定,化学反应速率随温度的升高而增大
(3)有气体参加的反应,化学反应速率随着压强的增大而增大
(4)有气体参加的反应,化学反应速率随着容器容积的增大而减小
(5)分别在较低温度和较高温度下反应,化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大
2.外界条件对化学平衡影响的图示分析
(1)浓度对化学平衡的影响
(2)压强对化学平衡的影响
对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若m+np+q,则图像对应图1、图2;若m+n=p+q,则图像对应图3、图4。
说明:
①改变压强,相当于改变体积,也就相当于改变浓度。
②若反应前后气体体积无变化,改变压强,能同时改变正、逆反应速率,v正=v逆,平衡不移动。如H2(g)+I2(g)2HI(g)。
③压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压强变化。若平衡混合物的体积不变,而加入“惰性气体”,虽然总压强变化了,但平衡混合物的浓度仍不变,反应速率不变,平衡不移动;若保持总压强不变加入“惰性气体”,此时增大了体系体积,这就相当于降低了平衡体系的压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。
注意:
①升高温度,不管是吸热还是放热方向,反应速率均增大,但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数,使v(吸热)v(放热),故平衡向吸热方向移动。
②只要是升高温度,新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值;反之则小。v-t图像[以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH0为例]
(4)催化剂对化学平衡的影响
催化剂对化学平衡移动无影响。
1.(2022·辽宁,12)某温度下,在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
时间段/min
产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是()
A.1min时,Z的浓度大于0.20mol·L-1
B.2min时,加入0.20molZ,此时v正(Z)v逆(Z)
C.3min时,Y的体积分数约为33.3%
D.5min时,X的物质的量为1.4mol
答案B
解析反应开始一段时间,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则0~1min内Z的平均生成速率大于0~2min内的,故1min时,Z的浓度大于0.20mol·L-1,A正确;4min时生成的Z的物质的量为0.15mol·L-1·min-1×4min×1L=0.6mol,6min时生成的Z的物质的量为0.10mol·L-1·min-1×6min×1L=0.6mol,故反应在4min时已达到平衡,设达到平衡时生成了amolY,列三段式:
2X(s)Y(g)+2Z(g)
初始量/mol2.000
转化量/mol2aa2a
平衡量/mol2.0-2aa0.6
根据2a=0.6,得a=0.3,则Y的平衡浓度为0.3mol·L-1,Z的平衡浓度为0.6mol·L-1,平衡常数K=c2(Z)·c(Y)=0.108,2min时Y的浓度为0.2mol·L-1,Z的浓度为0.4mol·L-1,加入0.2molZ后,Z的浓度变为0.6mol·L-1,Q=c2(Z)·c(Y)=0.072K,反应正向进行,故v正(Z)v逆(Z),B错误;反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,同温同压下,体积之比等于物质的量之比,eq\f(V?Y?,V?Z?)=eq\f(1,2),故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;由B项分析可知5min时反应处于平衡状态,此时生成的Z为0.6mol,则X的转化量为0.6mol,初始X的物质的量为2.0mol,剩余X的物质的量为1.4mol,D正确。
2.(2022·湖北,13)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一,已知醛与H2O在酸催化下存在如下平衡:RCHO+H2Oeq\o(,\s\up7(H+))RCH(OH)2。据此推测,对羟基苯甲醛与10倍量的D218O在少量酸催化下反应,达到平衡后,下列化合物中含量最高的是()
A.
B.
C.
D.
答案D
解析由已知信息知,苯环上的羟基不发生反应,醛基中的碳氧双键与D218O发生加成反应,在醛基碳原子上会连接两个羟基(分别为—OD,—18OD),两个羟基连接在同一个碳原子上不稳定,会脱水,
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