常見化學(xué)平衡圖像題的解法

1、常見化學(xué)平衡圖像題的解法【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：常見化學(xué)平衡圖像題的解法 二. 教學(xué)目標(biāo)了解各類圖像題的特點(diǎn)；能用一定的方法審視解決化學(xué)平衡圖像問題。 三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)審視解決化學(xué)平衡圖像問題的方法及技巧 四. 教學(xué)過程：根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)以及條件對反應(yīng)速率及化學(xué)平衡狀態(tài)的影響，用數(shù)學(xué)上坐標(biāo)軸的方法表示條件對反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率以及各物質(zhì)的濃度、百分含量等相互關(guān)系的圖像，稱為化學(xué)平衡圖像。說明：對于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)圖象問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：看圖像，認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與勒夏特列原理掛鉤。所謂看圖像，是指：

2、一看軸（即橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義），二看點(diǎn)（即起點(diǎn)、折點(diǎn)、交點(diǎn)和終點(diǎn)），三看線（即線的走向和變化趨勢），四看輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線等），五看量的變化（如溫度、濃度、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、百分含量等的變化趨勢）等，這是解題的基礎(chǔ)。緊扣可逆反應(yīng)的特征，搞清正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱，體積增大還是減小、不變，有無固體、純液體物質(zhì)參加或生成等。 看清速率的變化及變化量的大小關(guān)系，注意圖像的走向是否符合給定的反應(yīng)，在條件與變化之間搭橋；也可以根據(jù)坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，判斷反應(yīng)物或生成物在方程式中的系數(shù)，或據(jù)此求反應(yīng)速率?？辞迤瘘c(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，注意圖像是否經(jīng)過“原點(diǎn)”，即是否有“0”項(xiàng)，尤其是特殊點(diǎn)的意義，看清

3、曲線的變化趨勢。先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。 定一議二。勒夏特列原理只適用于一個條件的改變，所以圖像中有多個變量時，先固定一個量，再討論另外兩個量的關(guān)系。注意圖像題中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率與百分含量的關(guān)系：某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率與其“百分?jǐn)?shù)”相反。 【典型例題】幾種常見的圖像：1、濃度時間圖像：說明：解這類題的關(guān)鍵是：何為反應(yīng)物、生成物反應(yīng)物、生成物的計量數(shù)關(guān)系是否為可逆反應(yīng) 例1. 某一反應(yīng)在一定條件下充分反應(yīng)，一段時間后C、A、B之間的關(guān)系如圖所示。試分析反應(yīng)的化學(xué)方程式及A的轉(zhuǎn)化率。解析：根據(jù)圖像可知：

4、A、B隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷減少，但沒有完全反應(yīng)，而C隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷增加，因此，該反應(yīng)是由A、B生成C的可逆反應(yīng)，再由圖像可知，每消耗1份A的同時，消耗2份B和生成3份C，則反應(yīng)的方程式為：A+2B  3C則A的轉(zhuǎn)化率為：已反應(yīng)的A的量/原有A的總量×100%1/3×100%66.7%答案：反應(yīng)的方程式為：A+2B  3CA的轉(zhuǎn)化率為66.7% 例2. 今有正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，若反應(yīng)開始經(jīng)t1s后達(dá)平衡，在t2s時由于反應(yīng)條件改變，使平衡破壞，到t3s時又達(dá)平衡，如圖所示，（1）該反應(yīng)的反應(yīng)物是_（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ （3）分析從t2

5、到t3時曲線改變的原因是（      ）A、增大了X或Y的濃度                  B、使用了催化劑C、縮小體積，使體系壓強(qiáng)增大        D、升高了反應(yīng)溫度解析：水平線代表平衡狀態(tài)各物質(zhì)的c呈反應(yīng)系數(shù)比達(dá)到平衡前，一般反應(yīng)物濃度減小，產(chǎn)物濃度增大綜上所述，反應(yīng)物為X和Y，生成物為Z，三者的

6、物質(zhì)的量之比為：1：1：1，則該反應(yīng)的方程式為：X+Y  Z；t2到t3時，Z的值減少，X、Y的值增加，平衡逆向移動，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，因此改變的條件為：升高溫度。答案：反應(yīng)物為X和Y；方程式為：X+Y  Z；改變的條件為D。2、速率時間圖像：說明：解這類題的關(guān)鍵是：看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)；理清速率的變化及變化量的大小關(guān)系，注意圖像的走向是否符合給定的反應(yīng)，在條件與變化之間搭橋；分析引起平衡移動的因素，判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱，反應(yīng)前后氣體體積的變化。例3. 對于反應(yīng)A（g）3B（g）2C（g）D（g）（正反應(yīng)放熱）；有如下圖所示的變化，請分析引起

7、平衡移動的因素可能是什么？并說明理由。解析：由于v正、v逆均有不同程度的增大，引起平衡移動的因素可能是 ：a.升高溫度；b.增大壓強(qiáng)。根據(jù)反應(yīng)方程式，正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，與圖示相符；增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，與圖示不相符。故此題中引起平衡移動的因素是升高溫度。答案：引起平衡移動的因素是升高溫度。正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動。 3、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率（或百分含量）-時間-溫度（或壓強(qiáng)）圖：說明：解這類題的關(guān)鍵是：看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)；先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時逆向推理可得該變

8、化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。遵循“定一議二”原則。分析引起平衡移動的因素，判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱，反應(yīng)前后氣體體積的變化；以及條件改變時對反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率（百分含量）的影響。例4. 對于m A （g） n B （g）  p C（g） HQKJ·mol-1  有如下圖所示的變化，則：P1與 P2 的關(guān)系是                      &#

9、160; ；m + n 與p的關(guān)系是                   ；T1 與 T2的關(guān)系是                      ；Q與 0 的關(guān)系是    

10、                   。解析：本題解答時應(yīng)遵循兩個原則：“先拐先平”“定一議二”原則。在溫度均為T1時，P2達(dá)到平衡需要的時間短，因此P2>P1；壓強(qiáng)越大，C的百分含量越大，說明正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，即m + n >p；在P2保持不變時，T1達(dá)到平衡需要的時間短，因此T1> T2，溫度越高，C的百分含量越小，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即Q小于0。答案：

11、P2>P1；m + n >p；T1> T2；Q小于0。 4、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率（或百分含量）-溫度（或壓強(qiáng)）圖：說明：解這類題的關(guān)鍵是：看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)；先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。遵循“定一議二”原則。分析引起平衡移動的因素，判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱，反應(yīng)前后氣體體積的變化；以及條件改變時對反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率（百分含量）的影響。 例5. 有一化學(xué)平衡mA（g）nB（g）  pC（g）qD（g），下圖表示的是轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系。判斷：（1）正反應(yīng)是放熱還是吸熱反應(yīng)

12、?（2）m+n與p+q的大小.解析：圖象中有三個量時，應(yīng)固定一個量來分別討論另兩個量之間的關(guān)系。 固定壓強(qiáng)，討論T與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強(qiáng)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)；固定溫度，討論P(yáng)與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強(qiáng)越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，即m+n>p+q。答案：正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；m+n>p+q。 【模擬試題】1、下圖表示外界條件（溫度、壓強(qiáng)）的變化對下列反應(yīng)的影響：L（s）+G（g） 2R（g）（正反應(yīng)吸熱），則圖中Y軸是指（） A. 平衡混合氣中R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)     B. L

13、的轉(zhuǎn)化率C. 平衡混合氣中G的質(zhì)量分?jǐn)?shù)     D. G的轉(zhuǎn)化率 2、mA（s）+nB（g） pC（g）；H>0的可逆反應(yīng)中，在恒溫條件下，B的體積分?jǐn)?shù)B與壓強(qiáng)（p）關(guān)系如圖所示。有關(guān)敘述正確的是（    ）A. m+n<p                        B. x點(diǎn)，v正

14、> v逆，y點(diǎn)，v正< v逆C. n>p                           D. x點(diǎn)比y點(diǎn)反應(yīng)速率慢3、往一體積不變的密閉容器中充入H2和I2，發(fā)生反應(yīng)H2（g）+I2（g）  2HI（g） （正反應(yīng)吸熱），當(dāng)達(dá)到平衡后，t0時改變反應(yīng)的某一條件（混合氣體物質(zhì)的量不變），且造成容器內(nèi)壓強(qiáng)增大

15、，下列說法正確的是  （）   A. 容器內(nèi)氣體顏色變深，平均分子量不變B. 平衡不移動，混合氣體密度增大C. H2轉(zhuǎn)化率增大，HI平衡濃度變小D. 改變條件前后，速度圖象為（如圖）4、用來表示可逆反應(yīng)2A（氣）+B（氣）2C（氣）+Q的正確圖象是  （   ）5、對于達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)XY   WZ，增大壓強(qiáng)則正、逆反應(yīng)速度（v）的變化如下圖，分析可知X，Y，Z，W的聚集狀態(tài)可能是 （）  A. Z，W為氣體，X，Y中之一為氣體B. Z，W中之一為氣體，X，Y為非氣體C. X，Y，Z皆為氣體，W為非氣體

16、D. X，Y為氣體，Z，W中之一為氣體6、在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng)：A（g）+3B（g） 2C（g）（正反應(yīng)放熱）。某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應(yīng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下圖。下列判斷一定錯誤的是          （   ）A. 圖I研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高B. 圖研究的是壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，且甲的壓強(qiáng)較高C. 圖研究的是溫度對反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高D. 圖研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且甲使用的催化劑效率較高7

17、、T時，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體. 反應(yīng)過程中A、B、C濃度變化如圖（）所示；若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2時，B的體積百分含量與時間的關(guān)系如圖（）所示. 則下列結(jié)論正確的是  （   ）A. 在（t1+10）min時，保持其它條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動B. 其它條件不變，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率一定增大C. T時，若由0.4molL A、0.4molL B和0.2molL C反應(yīng)，達(dá)到平衡后，c（C）仍為0.4molLD. （t1+10） min時，保持壓強(qiáng)不變，通入稀有氣體，平衡向正反應(yīng)方向移動8、對于反應(yīng)m A（s）+n B（g）  

18、;e C（g） f D（g），反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時，C在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)與T（溫度）或p（壓強(qiáng)）關(guān)系如圖所示，下面幾種敘述中正確的是（   ）A. 使用催化劑，平衡時C在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)增大B. 升溫，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動C. 化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系n<e+fD. 其他條件不變，增加體系的壓強(qiáng)，平衡正向移動9、在一定條件下，反應(yīng)A（氣）B（氣）C（氣）（正反應(yīng)放熱），達(dá)到平衡后，根據(jù)下列圖象判斷：（1）升溫，達(dá)到新的平衡的是           

19、      （2）降壓，達(dá)到新的平衡的是        （3）減少C的量，移向新平衡的是            （4）增加A的量，移向新平衡的是        （5）使用催化劑，達(dá)到平衡的是         1

20、0、密閉容器中mA（g）+nB（g）pC（g），反應(yīng)達(dá)到平衡，經(jīng)測定增大壓強(qiáng)P時，A的轉(zhuǎn)化率隨P而變化的曲線如圖。則：（1）增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率_    _，平衡_      _移動，達(dá)到平衡后，混合物中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_。（2）上述化學(xué)方程式中的系數(shù)m、n、p的正確關(guān)系是_           _，再加入B，則平衡_。（3）當(dāng)降低溫度時，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，則A的轉(zhuǎn)化率_          _，正反應(yīng)是_熱反應(yīng)。 【試題答案】1、C                 2、D   &