化學(xué)平衡圖像題的解題方法和技巧

1、共4頁(yè)第15化學(xué)平衡圖像題的解題方法和技巧化學(xué)平衡圖像題是高考中一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。在高考中，出現(xiàn)某些涉及化學(xué)平衡圖像試題，可以直接考查學(xué)生對(duì)觀察能力結(jié)果的初步加工能力。解圖像題離不開(kāi)識(shí)圖、析圖和解答。識(shí)圖是解題的基礎(chǔ)，析圖是關(guān)鍵，解答是目的。而由于曲線和圖形都包含著大量的信息，而這些信息往往是隱含的，學(xué)生必須對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行加工，才能總結(jié)出其中反映出的規(guī)律，提取出與考題有關(guān)的信息。下面分類歸納各類圖像題的解題方法和技巧。1.速率時(shí)間圖這類圖像定性地揭示了反應(yīng)過(guò)程中V（正）、”（逆）隨時(shí)間（含條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響）而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“逆、動(dòng)、等、定、變、同”的基本特征，以及平

2、衡移動(dòng)的方向。解這一類題常分三步：看起點(diǎn)首先要分清反應(yīng)物和生成物，從起點(diǎn)應(yīng)能看出起始加入是只有反應(yīng)物、還是生成物，還是都有。濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)?？醋兓厔?shì)要看清逐漸增大或逐漸減小的分別是正反應(yīng)速率，還是逆反應(yīng)速率；曲線是連續(xù)的，還是跳躍的，分清“漸變”和“突變”、“大變”和“小變”、“變大”和“變小”、變化后是否仍然相等等情況；濃度的影響增大反應(yīng)物濃度，V（正）突變，卩（逆）漸變；溫度的影響對(duì)于可逆反應(yīng)，改變溫度時(shí)，吸熱反應(yīng)的速率受到的影響程度大：升高溫度，V（吸）大增，V（放）小增；降低溫度，V（吸）大減，V（放）小減；壓強(qiáng)的影響久對(duì)于體積可變的氣

3、體反應(yīng)體系，方程式中氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)大的一側(cè)，其反應(yīng)速率受壓強(qiáng)的影響程度大。增大壓強(qiáng)，V（正）、卩（逆）都增大，氣體體積之和（系數(shù)和）大的一側(cè)增加倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)增加的倍數(shù)；減小壓強(qiáng)，V（正）、卩（逆）都減小，氣體體積之和大的一側(cè)減小的倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)減小的倍數(shù)。b.對(duì)于體積不變的氣體反應(yīng)體系，改變壓強(qiáng)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率會(huì)同等程度的改變。催化劑的影響使用正（負(fù)）催化劑，V（正）、”（逆）都增大（減小）且改變量相等?？唇K點(diǎn)分清消耗濃度和增生濃度，反應(yīng)物的消耗濃度與生成物增生濃度之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。例1.在一密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：N2（g）+3H2（

4、g）2NH3（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），如圖所示是某一時(shí)間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的曲線關(guān)系?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是o（2）t、t3上4時(shí)亥I,體系中分別是什么條件？tt193，（3）下列時(shí)間段中，氨的體積分?jǐn)?shù)最高的是（）解析：根據(jù)速率時(shí)間圖像中速率變化的特點(diǎn)進(jìn)行分析：（1）由卩（正）=卩（逆）的速率關(guān)系，可知，達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間。所以在tt,t2t,tt,tt時(shí)間段，體系處于平衡狀態(tài)。33456（2）反應(yīng)起始時(shí)，v（正）=卩（逆）說(shuō)明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡狀態(tài)。在Jt3t4時(shí)刻，速率突變，說(shuō)明外界條件改變了，引起速率突變。在-時(shí)刻，其反應(yīng)速率逐漸變化，且變化后，正反應(yīng)速率大于逆

5、反應(yīng)速率，且逆反應(yīng)速率瞬間不變，故可推測(cè)是增加了反應(yīng)物的濃度。在上3時(shí)刻，條件改變后，正、逆反應(yīng)速率增大倍數(shù)相同，而合成氨反應(yīng)前后體積是變化的，故只能是使用了催化劑。在上4時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速率均減小，減小后倍數(shù)不同，且速率是突變，由于減小后的反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故不可能是減小壓強(qiáng)，只能是降低溫度。（3）在時(shí)間段內(nèi)，增大反應(yīng)物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)、使用催化劑平衡不移動(dòng)、26降低溫度平衡也向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故平衡中，氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的應(yīng)是改變條件最后的時(shí)間段。答案：（1）t0t,t2t3,t3t4,t5t6（2）增大反應(yīng)物濃度；使用催化劑；降低反應(yīng)溫度（3）D1.原因是(A.B

6、.C.D.2.鞏固練習(xí):右圖是N2（g）+3H2（g）2NH3（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），的平衡移動(dòng)圖，影響該平衡的）升溫，同時(shí)加壓減壓，同時(shí)降溫增大反應(yīng)物濃度，并作用催化劑增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)減小生成物濃度對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)X+Z+W,在其他條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率變化圖像如右圖所示，則圖像中關(guān)于X、Y、Z、W四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為（）Z、W均為氣體，X、Y中有一種是氣體Z、W中有一種是氣體，X、Y皆非氣體X、Y、Z、W皆非氣體X、Y均為氣體，Z、W中有一種為氣體aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)下3.在密閉容器中充入A、B或G、H進(jìn)行可逆反應(yīng):第 頁(yè)圖中(a)(b

7、)分別表示在虛線所示部位改變溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響，則下列結(jié)論中正確的是()開(kāi)始時(shí)充入G和H,a+bVg+h,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)開(kāi)始時(shí)充入G和H,a+bVg+h,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)開(kāi)始時(shí)充入G和H,a+bg+h,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)開(kāi)始時(shí)充入A和B,a+bg+h,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)2濃度時(shí)間圖這類圖像表明了各種反應(yīng)物或生成物，或某一組成的濃度反應(yīng)過(guò)程中的變化情況，此類圖像往往可反應(yīng)出化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系(反應(yīng)物的濃度在減小，在相同的時(shí)間里減小得越多，該物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)越大。生成物的濃度在增多，在相同時(shí)間里增大得越多，該物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)越大。)或

8、平衡移動(dòng)方向，解這類題的方法和解第一類題類似，還是要注意曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、折點(diǎn)(達(dá)平衡時(shí)刻)及變化趨勢(shì)。例2.右圖表示800C時(shí)，A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況，-是達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間，試回答：(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是；濃度2.o|、a；(2)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是；mol/LPAi(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為o匚2解析：起始時(shí)A的的濃度為2.0mol/L；B.C的濃度。.彳B為0,隨著時(shí)間的推移，A的濃度降低為1.2mol/L,C的；濃度升高為1.2mol/L,B的濃度升高為0.4mol/Lo-時(shí)刻-時(shí)間后各物質(zhì)濃度不再變化，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡，得出A為反應(yīng)物，B、C為產(chǎn)物，它們濃度變化

9、的差值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比：V:v:v=Ac(A):AC(B):aC(C)=0.8:0.4:1.2=2：1：3。A15C答案：(1)A(2)40%(3)2AB+3C3.三個(gè)變量的圖像這類圖像題的解答往往要遵守兩個(gè)原則，即：定一議二由于平衡移動(dòng)原理只適用于“單因素”改變，也就是說(shuō)，圖像中有三個(gè)變量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。先拐先平數(shù)值大共4頁(yè)在轉(zhuǎn)化率(或某物百分含量)時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，那么其對(duì)應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)大。(1)轉(zhuǎn)化率(或某物百分含量)溫度(壓強(qiáng))時(shí)間圖這類圖像反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度(壓強(qiáng))下對(duì)時(shí)間的關(guān)系，解題時(shí)要注

10、意一定條件下物質(zhì)含量不再改變時(shí)，應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征。例3.(2005北京卷)在一定溫度不同壓強(qiáng)(P&2)下可逆反應(yīng)2X(g)2Y(g)+Z(g)中，生成物Z在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)(3)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系有以下圖示，正解的是()解析：圖像中曲線和橫軸平行，表明反應(yīng)已達(dá)平衡。在其他條件不變時(shí)，對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，達(dá)到平衡的時(shí)間越短。由題已知條件，一定溫度不同壓強(qiáng)，PlT,QT,QT,Q0DT01212解析：其他條件不變的情況下，升高溫度加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。由圖像可知，I；溫度下，反應(yīng)先達(dá)平衡，所以TT2O在其他條件不變的情況下，升高溫度，平衡向吸熱方

11、向移動(dòng)，降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)。因?yàn)門T2,達(dá)平衡下A的含量較大，即A的轉(zhuǎn)即Q?；式档?，所以升高溫度時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。因此該反應(yīng)的正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),正確答案：C鞏固練習(xí):（圖I）C(g)+dD(g),試根據(jù)圖I、圖II回答下列問(wèn)題:第 頁(yè)(1)壓強(qiáng)比2(填“”或“0,那么逆反應(yīng)就為放熱反應(yīng)AHV0；作一條等溫線，隨著壓強(qiáng)的增大，Z的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。運(yùn)用壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律，增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)，可知該反應(yīng)的逆反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，那么該反應(yīng)的正反應(yīng)為體積增大的氣體反應(yīng)體系，且z的體積分?jǐn)?shù)降低，說(shuō)明Z定為氣體，那么X和Y只有一種為氣態(tài)。綜

12、合上述分析，正確答案為c。例6.對(duì)于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)、pC(g)+qD(g),(m、n、p、q均為為化學(xué)計(jì)量數(shù))，根據(jù)圖示曲線回答：h(1)正反應(yīng)是熱反應(yīng)。?的200C/.100C(2)m+nn+q(填“”“=煮y7(3)若將縱坐標(biāo)A的轉(zhuǎn)化率換成A在平衡化混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則逆反應(yīng)是熱反應(yīng)，率m+nn+q(填“”“V”“=”)。0P共4頁(yè)解析：由圖知，用定一議二的原則，看等壓線，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，運(yùn)用溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)?？吹葴鼐€，壓強(qiáng)越大，A的轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明平衡向正反

13、應(yīng)方向移動(dòng)，運(yùn)用壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律，增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)，可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，即m+np+qo若將縱坐標(biāo)A的轉(zhuǎn)化率換成A在平衡混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則與前者相反。答案：（1）吸（2）（3）吸0,ppB.反應(yīng)II：AHT2C.反應(yīng)III：AH0,T2Tj或厶HVO,T2TxD.反應(yīng)IV：AHT,（3）轉(zhuǎn)化率（或菓物百分含量）壓強(qiáng)（溫度）例7.如右圖中的曲線是表示其他條件一定時(shí)，2NO+O22NO2（該反應(yīng)為放熱反應(yīng)）反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線，圖中標(biāo)有a、b、c、d四點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)且*（正）*（逆）的點(diǎn)是（）A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn)D.d

14、點(diǎn)溫度第 頁(yè)解析：此題為轉(zhuǎn)化率溫度曲線，由于a點(diǎn)、b點(diǎn)均在平衡線上，表示a點(diǎn)與b點(diǎn)均達(dá)到平衡狀態(tài)。c點(diǎn)時(shí)，若溫度不變，NO的轉(zhuǎn)化率將要增大，說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到平衡，且反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即卩（正）卩（逆），符合題目要求。d點(diǎn)時(shí)，若溫度不變,NO的轉(zhuǎn)化率將要減小，說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到平衡，且反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即*（正）V*不符合題目要求。正確答案：C例8.可逆反應(yīng)mA（s）+nB（g）qC（g）在一定溫度密閉容器中進(jìn)行，B的體積分?jǐn)?shù)屮（B）%與壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖一所示。下列敘述正確的是（）A.m+nqC.n0QvOT對(duì)于速率壓強(qiáng)曲線，壓強(qiáng)改變后，氣體體積之和大的一側(cè)反應(yīng)速率變化大，氣體體積之和小的一側(cè)反應(yīng)速率變化小。-pC(g)+qD(g)；AH=Q為例以mA（g）+nB（g）共4頁(yè)0m+np+q正反應(yīng)為放熱反應(yīng),F列圖像中正確的是反應(yīng)速率溫度壓強(qiáng)對(duì)于可逆反應(yīng)：A2(g)+3B2(g)-2AB(g),cc反應(yīng)速率AB解析:該反應(yīng)的正反應(yīng)是