專題講座 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的解題方法

1、專題講座化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平專題講座化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平 衡圖像題的解題方法衡圖像題的解題方法 一、常見化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類型一、常見化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類型 1物質(zhì)的量物質(zhì)的量(或濃度或濃度)時間圖像時間圖像 此類圖像要注意各曲線的折點此類圖像要注意各曲線的折點(達平衡達平衡)時刻相同，各物質(zhì)濃度變時刻相同，各物質(zhì)濃度變 化的比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系?；谋壤匣瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系。 2速率速率時間圖像時間圖像 此類圖像定性地揭示了此類圖像定性地揭示了v(正正)、v(逆逆)隨時間隨時間(含條件改變對速率的含條件改變對速率的 影響影響)而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平

2、衡的而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“動、等、定、變動、等、定、變”的基本特征，的基本特征， 以及平衡移動的方向。以及平衡移動的方向。 3全程速率全程速率時間圖像時間圖像 如如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)的情況，如與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)的情況，如 右圖所示，解釋原因：右圖所示，解釋原因：AB段段(v漸增漸增)，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進 行，溫度漸增，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸增；行，溫度漸增，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸增；BC增增(v漸小漸小)，則主要因為隨反，則主要因為隨反 應(yīng)的進行，溶液中應(yīng)的進行，溶液中c(H )漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸小。故分

3、析時要抓住 漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率的漸小。故分析時要抓住 各階段的主要矛盾，認(rèn)真分析。各階段的主要矛盾，認(rèn)真分析。 4含量含量時間時間溫度溫度(壓強壓強)圖像圖像 常見的形式有如下圖所示的幾種常見的形式有如下圖所示的幾種(C%指某生成物百分含量，指某生成物百分含量，B% 指某反應(yīng)物百分含量指某反應(yīng)物百分含量)，這種圖像的折點表示達到平衡的時間，曲線的，這種圖像的折點表示達到平衡的時間，曲線的 斜率反映了反應(yīng)速率的大小，可以確定斜率反映了反應(yīng)速率的大小，可以確定T(p)的高低的高低(大小大小)，水平線高低，水平線高低 對應(yīng)平衡移動方向。對應(yīng)平衡移動方向。 此類題斜率大的反應(yīng)快，先達到平衡此類題斜率大

4、的反應(yīng)快，先達到平衡(先拐先平先拐先平)。 5.速率速率壓強壓強(或溫度或溫度)圖像圖像 特點：曲線的意義是外界條件特點：曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強等如溫度、壓強等)對正、逆反應(yīng)速對正、逆反應(yīng)速 率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態(tài)，壓強增大后正率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態(tài)，壓強增大后正 反應(yīng)速率增大得快，平衡向正向移動。反應(yīng)速率增大得快，平衡向正向移動。 6恒壓恒壓(溫溫)線線 該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()，橫坐，橫坐 標(biāo)為溫度標(biāo)為溫度(T)或壓強或壓強(p)，常見類型有，常見類型有

5、(如下圖所示如下圖所示)： 解決這類圖像題，采用解決這類圖像題，采用“定一議二定一議二”，即把自變量，即把自變量(溫度、壓強溫度、壓強) 之一設(shè)為恒量，討論另外兩個變量的關(guān)系。之一設(shè)為恒量，討論另外兩個變量的關(guān)系。 二、一般解題思路二、一般解題思路 這類題目是討論自變量這類題目是討論自變量x(如時間、溫度、壓強等如時間、溫度、壓強等)與函數(shù)值與函數(shù)值y(如物如物 質(zhì)的量、濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等質(zhì)的量、濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等)之間的定量或定性關(guān)系。因此，之間的定量或定性關(guān)系。因此， 要運用數(shù)學(xué)方法解決此類題目。要運用數(shù)學(xué)方法解決此類題目。 三、突破化學(xué)反應(yīng)速率，化學(xué)平衡圖像題的三、突破化學(xué)反

6、應(yīng)速率，化學(xué)平衡圖像題的“三種三種”手段手段 1從從“斷點斷點”著手著手 當(dāng)可逆反應(yīng)達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都當(dāng)可逆反應(yīng)達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都 可能使速率可能使速率時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點斷點”。 根據(jù)根據(jù)“斷點斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。 A圖圖表示溫度對化學(xué)平衡的影響，且甲的溫度較高表示溫度對化學(xué)平衡的影響，且甲的溫度較高 B圖圖表示表示t0時刻使用催化劑對反應(yīng)速率的影響時刻使用催化劑對反應(yīng)速率的影響 C圖圖表示

7、表示t0時刻增大時刻增大O2的濃度對反應(yīng)速率的影響的濃度對反應(yīng)速率的影響 D圖圖中中a、b、c三點中只有三點中只有b點已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)點已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài) 解析解析A項，根據(jù)先拐先平知，乙的溫度高，升高溫度，項，根據(jù)先拐先平知，乙的溫度高，升高溫度，SO2的含的含 量降低，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，與題反應(yīng)相矛盾，量降低，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，與題反應(yīng)相矛盾，A項錯誤；項錯誤；B項使用催項使用催 化劑，化劑，v正 正、 、v逆 逆同時增大，且倍數(shù)相同，斷點應(yīng)在原平衡反應(yīng)速率之上， 同時增大，且倍數(shù)相同，斷點應(yīng)在原平衡反應(yīng)速率之上， B項正確；項正確；C項增大項增大O2濃度，正反應(yīng)速率會突然增大且圖像

8、上濃度，正反應(yīng)速率會突然增大且圖像上“斷點斷點” 應(yīng)在原平衡速率之上，但逆反應(yīng)速率應(yīng)在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大，應(yīng)在原平衡速率之上，但逆反應(yīng)速率應(yīng)在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大，C 項錯誤；項錯誤；D項，項，a、b、c三點都是在不同溫度下的平衡線上，三點都是在不同溫度下的平衡線上，D項錯誤。項錯誤。 答案答案B 2從從“拐點拐點”入手入手 同一可逆反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，達到平衡所用的時間也可能不同一可逆反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，達到平衡所用的時間也可能不 同，反映到圖像出現(xiàn)同，反映到圖像出現(xiàn)“拐點拐點”的時間也就有差異。根據(jù)外界條件對化的時間也就有差異。根據(jù)外界條件對化 學(xué)反應(yīng)速率的影響，即可判斷出溫度的高低

9、、壓強或濃度的大小及是學(xué)反應(yīng)速率的影響，即可判斷出溫度的高低、壓強或濃度的大小及是 否使用催化劑。否使用催化劑。 AT1T2，p1c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) BT1T2，p1p2，abc，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) CT1p2，abT2，p1p2，abc，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 解析解析解答該題要綜合運用解答該題要綜合運用“定一議二定一議二”和和“先拐先平先拐先平”。由。由(T1， p1)和和(T1，p2)兩條曲線可以看出：兩條曲線可以看出：溫度溫度(T1)相同，但壓強為相同，但壓強為p2時先出時先出 現(xiàn)現(xiàn)“拐點拐點”，達到平衡所需的時間短，即反應(yīng)速率大，所以，

10、達到平衡所需的時間短，即反應(yīng)速率大，所以p2p1； 壓強較大壓強較大(即壓強為即壓強為p2)時對應(yīng)的時對應(yīng)的w(B)較大，說明增大壓強平衡逆向移較大，說明增大壓強平衡逆向移 動，則動，則abT2；溫度較高溫度較高(即溫度為即溫度為T1)時對應(yīng)的時對應(yīng)的w(B)較小，說較小，說 明升高溫度平衡正向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。明升高溫度平衡正向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 答案答案B 3從曲線的變化趨勢著手從曲線的變化趨勢著手 對于速率對于速率溫度溫度(或壓強或壓強)圖像，由于隨著溫度逐漸升高或壓強逐圖像，由于隨著溫度逐漸升高或壓強逐 漸增大，反應(yīng)速率會逐漸增大，因此圖像上出現(xiàn)的是平滑的遞增曲線。漸增

11、大，反應(yīng)速率會逐漸增大，因此圖像上出現(xiàn)的是平滑的遞增曲線。 根據(jù)溫度或壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可以判斷速率曲線的變根據(jù)溫度或壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可以判斷速率曲線的變 化趨勢。需要注意的是：化趨勢。需要注意的是：(1)溫度或壓強的改變對正、逆反應(yīng)速率的影溫度或壓強的改變對正、逆反應(yīng)速率的影 響是一致的，即要增大都增大，要減小都減小，反映到圖像上，就是響是一致的，即要增大都增大，要減小都減小，反映到圖像上，就是 v(正正)、v(逆逆)兩條曲線的走勢大致相同；兩條曲線的走勢大致相同；(2)分析外界條件對反應(yīng)速率的分析外界條件對反應(yīng)速率的 影響時，只能分析達到平衡之后化學(xué)反應(yīng)速率的變化情況。影

12、響時，只能分析達到平衡之后化學(xué)反應(yīng)速率的變化情況。 解析解析圖像中有三個量，應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間圖像中有三個量，應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間 的關(guān)系。定壓強，討論的關(guān)系。定壓強，討論T與與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強下，溫度越高，的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強下，溫度越高， A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；定溫度，討論壓強與的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；定溫度，討論壓強與A的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強越大，化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng) 是體積縮小的反應(yīng)，即是體積縮小的反應(yīng)，即mnpq。 答案答案D A由圖

13、甲推斷，由圖甲推斷，B點點SO2的平衡濃度為的平衡濃度為0.3 molL 1 B由圖甲推斷，由圖甲推斷，A點對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為點對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為80 C達平衡后，縮小容器容積，則反應(yīng)速率變化圖像可以用圖乙達平衡后，縮小容器容積，則反應(yīng)速率變化圖像可以用圖乙 表示表示 D壓強為壓強為0.50 MPa時，不同溫度下時，不同溫度下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系 如圖丙，則如圖丙，則T2T1 解析：解析：由題圖甲計算可得由題圖甲計算可得B點點SO2的平衡濃度為的平衡濃度為0.03 molL 1， ，A 點對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為點對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為800，A、B均不正確

14、；達到平衡后，縮小均不正確；達到平衡后，縮小 容器體積，容器體積，v(正正)、v(逆逆)均增大，平衡正向移動，均增大，平衡正向移動，v(正正)v(逆逆)，故，故C 項正確；項正確；D項，題圖丙中項，題圖丙中T1先達到平衡，先達到平衡，T1T2。 答案：答案：C 2(2014年高考福建卷年高考福建卷)在一定條件下，在一定條件下，N2O分解的部分實驗數(shù)據(jù)分解的部分實驗數(shù)據(jù) 如下：如下： 下圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變化規(guī)律的是下圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變化規(guī)律的是() (注：圖中半衰期指任一濃度注：圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時所需的相應(yīng)時間，消耗一半時所需的相應(yīng)時間，c1、 c2均表

15、示均表示N2O初始濃度且初始濃度且c1c2) 答案：答案：A AA、B、C為氣體，為氣體，D不是氣體不是氣體 BA、B為氣體，為氣體，C、D有一種為氣體有一種為氣體 CC、D為氣體，為氣體，A、B有一種為氣體有一種為氣體 DC、D有一種為氣體，有一種為氣體，A、B都不是氣體都不是氣體 解析：解析：由圖像看出，增大壓強，由圖像看出，增大壓強，v(正正)和和v(逆逆)都增大，但都增大，但v(逆逆)增增 大得更多，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)方向為氣體體積減小大得更多，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)方向為氣體體積減小 的方向，的方向，A、B錯誤，錯誤，C正確；如果正確；如果C、D有一種是氣體，有一種是氣體，A、B不是氣不是氣 體，則體，則v(正正)在壓強增大時應(yīng)不變，在壓強增大時應(yīng)不變，D錯誤。錯誤。 答案：答案：C 4(2015年肇慶模擬年肇慶模擬)下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對化學(xué)下面