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高中化学和计算相关的图像问题:速度、时间、温度、压强、浓度

2021数理化Teacher 133

前言:

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大家好,我们今天要一起来学习速率和平衡的图像问题这部分内容的习题。

首先通过这样一个图像,我们来了解一下生成物c,它的体积、分数和压强p1、p2以及时间t1、t2的关系,由此来去比较p1、p2的大小以及方程式系数左边和右边的大小关系。根据先拐先平、数值大的原则,我们会观察到p2对应的这条线它有一个先管的趋势,所以能够看得出p2的压强是大于p1的。

从p2到p1这样的一个过程当中,如果采用加压的方式,正常来讲c的体积分数从图像我们来看:从p1到p2,这是加压,体积分数是在减小的,代表着平衡向着逆反方向在移动的,那说明这个反应的正反应是一个气体体积增大的反应,也就是m+n小于p+q。

所以从这样一个图像我们要来了解一下先拐、先平衡,从而去比较出压强之间的大小关系。再利用加压结合生成物c的体积分数这样的图像关系,从而去判断平衡的走向,最后来决定方程式系数之间的大小关系。

第二题给了四幅图,用到的方程式是氮气和氢气反应产生氨气,而且这是一个典型的放热反应。那对于这个可逆反应,我们逐一来分析四个图像。

a,这是一个放热的过程,五百度的温度高于一百度,先拐,所以从五百度到一百度这样的时间内,我们会观察到升温的过程当中,一百到五百度速率是在加快的,时间是在缩短的。平衡请大家看,c代表着生成物,它的百分含量减小,那就证明着五百十摄氏度的时候,c的百分含量会小于一百度,所以a选项是正确的。再来说一下五百度高于一百度,从温度上来讲有一个先拐、先平衡,所以这个图像的趋势是正确的。再来看从一百度到五百度升温的过程当中,平衡向着吸热的。方向走,也就是平衡会逆向移动,所以生成物会越来越少,也是符合这个图像的趋势的。因此a是一个正确的图像。

b选项在判断正、逆反应的速率问题,而且横坐标是压强,有气体参加的化学反应,加压的过程当中,正反应和逆反应的速率都是在变大的。b选项错在随着压强的增大,逆反应在减小,这是错误的。我们说只要升温、只要加压,无论是正反应还是逆反应,它的速率一定是加快的,至于哪一个速率增加得更快,我们要结合这个反应是吸热的过程还是放热的过程,这个反应方程式左右两边的系数和的关系。

c选项这个图像使用催化剂一定是可以加快反应速率的,缩短达到平衡的时间,也就是拐点前移。但是平衡不会移动,也就是说无论有没有催化剂,他们水平线应该是成一个重合的状态,所以c选项是错误。

d选项纵坐标是a的转化率,横坐标是压强。在比较压强或比较温度的时候,我们一定要有一个控制变量的思想,比如一百度和十度,我们可以在这里画一条竖线,这叫做等压线。从十度到一百度的过程当中,升温平衡向着吸热的方向移动,也就是逆反应会进行,那a的转化率应该是在减小的,不符合这个图像的趋势,所以d也是错误的。第二题,这道题非常综合,考的面也非常的广,希望大家能够很好地掌握。

第三题给了这样一个方程式,一定温度下,把两摩尔的三氧化硫放在十毫升的密闭容器中,达平衡后,三氧化硫的平衡转化率和总的压强以及反应时间的关系如图所示,a有甲可以推断b点二氧化硫的平衡浓度是多少。这里用到了三段式,我们可以去列一下。二氧化硫和氧气都是生成物,所以它们起始状态均为零,根据b点对应,三氧化硫的转化率是零点一五,我们可以算得三氧化硫它平平衡的时候浓度是零点零三,由于三氧化硫和二氧化硫系数比是相同的,所以二氧化硫的平衡浓度也是零点零三。这样a选项是一个正确的选项,是一个错误的选项。

b选项由甲图,能够判断平常数a和b两者之间的大小关系。这里请大家注意,平常数k只和温度有关,只要温度不变,k就不会发生改变。所以无论是a点还是b点,它们虽然压强不同,但是温度不变,k应该是相等的。b也是一个错误的选项。

c、达到平衡后,压缩容器的体积、速率的变化可以用图乙来表示。达平衡后压缩体积,那么我们会知道反应物和生成物的浓度都是在变大的,正反应速率和逆反应速率都会加快,而且只要加压,平衡会向着系数核减小的方向移动,也就是会逆向移动,那生成它速率可以用c来表示,c是一个正确的选项。

再来看最后一个选项,同压温度不同,三氧化硫的转化率和温度的关系。这里考察到t1跟t2了,又要用到先拐、先平衡,所以我们知道t2是大于t1的,这是一个data也是大于零的反应,所以在升高温度的过程当中,平衡会正向移动,那么三氧化硫的转化率是增大的。所以这样分析过后,我们会发现图示和我们刚刚描述的不一致,d也是一个错误的选项。

第四题给出了这样一个反应方程式,按照相同的物质的量来投料,问我们下面四个哪一个是正确的?这是一道非常综合的题,我们一个一个来分析。

首先这是一个正反应,放热的反应,在降温的过程当中,平衡会正向移动,所以一氧化碳的转化率会越来越大。由此得到a的选项是错误的,b选项a、c两点压强相同,a点的转化率会更高,所以这是一个放热反应。那说明温度越低以氧化,它的转化率是越大的,所以t1是小于t3的,温度越高,速率会越来越快,那么由此可以得出c点的速率是要大于a点的速率,这样b选项也是一个错误的选项。

我们还可以去比较b和d,b和d在同一条温度线,叫等温线,那我们只需要比较他们俩的压强就可以了,而b点的压强会大,所以导致b点的速率也是大。平衡常数只与温度相关,ac两点压强相同,温度不同,所以k。a会大于k。c,而b、d两点温度相同,k相等,所以c选项是正确的。最后一个选项,一氧化碳转化率越大,说明气体的物质量会越小。因为方程式右边只有甲醇这一种气体,而总的气体的质量是不会发生改变的。从公式我们可以得到d也是一个错误的选项。

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