高中化学 图像问题的系统思维（基础）知识讲解学案 新人教版选修4.doc

图像问题的系统思维【学习目标】1、掌握解答化学平衡图像题的一般方法；2、总结归纳几种常见的有关化学平衡的图像类型。 【要点梳理】图像题是化学反应速率和化学平衡部分的重要题型。这类题可以全面考查各种条件对化学反应速率和化学平衡的影响，具有很强的灵活性和综合性。该类题型的特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的知识寓于坐标曲线上，简明、直观、形象，易于考查学生的观察能力、类比能力和推理能力。当某些外界条件改变时，化学反应速率或有关物质的浓度(或物质的量、百分含量、转化率等)就可能发生变化，反映在图像上，相关的曲线就可能出现渐变(曲线是连续的)或突变(出现断点)。解答化学平衡图像题必须抓住化学程式及图像的特点。析图的关键在于对“数”、 “形” 、“义” 、“性”的综合思考，其重点是弄清“四点”（起点、交点、转折点、终点）及各条线段的化学含义，分析曲线的走向，发现图像隐含的条件，找出解题的突破口。 要点一、解答化学平衡图像题的一般方法：化学平衡图像题，一是以时间为自变量的图像；二是以压强或温度为自变量的图像。从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。确定横、纵坐标的含义。分析反应的特征：正反应方向是吸热还是放热、气体体积是增大还是减小或不变、有无固体或纯液体物质参与反应等。分清因果，确定始态和终态；必要时可建立中间态以便联系始、终态（等效模型）。关注起点、拐点和终点，分清平台和极值点，比较曲线的斜率，把握曲线的变化趋势，抓住“先拐先平数值大”。控制变量：当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量之间的关系。最后检验结论是否正确。要点二、常见化学平衡图像归纳：【高清课堂：提升训练三图像问题的系统思维】例：对于反应ma (g)+nb (g)pc (g)+qd (g)，若m+np+q且h0。1v-t图像 2v-p（t）图像3c-t图像 4c-p（t）图像【典型例题】类型一：速率-时间的图像例1右图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是（ ）a反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等b该反应达到平衡态后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态c该反应达到平衡态后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态d同一反应物在平衡态和平衡态时浓度不相等【答案】c【解析】可逆反应达到平衡时，v正v逆0，a符合示意图；同一反应物在不同的平衡态下浓度不相等，只有在同一平衡态下浓度才会保持不变，d符合示意图；观察示意图可知，平衡态到平衡态，正反应速率和逆反应速率都增大了，所以绝对不会是减小反应物浓度造成的，c肯定不符合示意图。【总结升华】化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。增大浓度，反应速率增大，减小浓度，反应速率减小。举一反三：【变式1】对于达平衡的可逆反应xy wz，增大压强，则正、逆反应速度(v)的变化如图，分析可知x、y、z、w的聚集状态可能是：（ ）a、z、w为气体，x、y中之一为气体b、z、w中之一为气体，x、y为非气体c、x、y、z皆为气体，w为非气体d、x、y为气体，z、w中之一为气体【答案】cd【解析】由图像知，增大压强，则正、逆反应速度均增大，正反应速率增大较多，则平衡势必向右移动，正反应应是体积减小的反应。类型二：浓度（含量）-时间的图像例2、在密闭容器中进行如下反应：h2(g) i2(g)2hi(g)，在温度t1和t2时，产物的量与反应时间的关系如下图所示，符合图示的正确判断是（ ）at1t2，h0 bt1t2，h0ct1t2，h0 dt1t2，h0【答案】d【解析】根据”先拐先平”原则，先拐的到达平衡的时间短，对应的反应速率快，温度高。根据t2曲线先达到平衡说明t2高于t1，而t2时hi的含量低于t1时的含量，说明该反应为放热反应。显然d正确。【总结升华】借助图象考查化学平衡问题，是近年来备受高考青睐的一种命题形式。解题的主要策略有：先根据”先拐先平”原则，判断出曲线对应的温度或压强的大小。”先拐先平”即先拐的说明达到平衡所需的时间短，对应的化学反应速率快，对应的温度或压强大。固定其中的一个因素（温度或压强），然后讨论另一个因素与化学平衡中的参量（百分含量、体积分数、平均相对分子质量）的变化关系，从而判断出该反应为放热反应或吸热反应、反应前后气体体积的大小关系。举一反三：【变式1】可逆反应 ma(s) nb(g) ec(g)fd(g) ，反应过程中，当其它条件不变时，c的百分含量(c)与温度(t)和 压强(p)的关系如下图：下列叙述正确的是（ ）a、达平衡后，加入催化剂则c增大b、达平衡后，若升温，平衡左移c、化学方程式中 ne+f d、达平衡后，增加a的量有利于平衡向右移动 【答案】b【变式2】已知反应2so2（g）o2（g） 2so3（g）；h0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比21充入so2和o2，在一定条件下发生反应。下图是某物理量（y）随时间（t）变化的示意图（图中t表示温度），y可以是（ ）aso2的转化率 b混合气体的密度c密闭容器内的压强 do2的体积分数【答案】a【高清课堂：提升训练三图像问题的系统思维】【变式3】对于密闭容器中的反应：n2(g) + 3h2(g) 2nh3(g)，h 0【答案】c【解析】根据示意图，在压强不变的情况下，随着温度的升高，z的体积分数增大，即随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，h0；逆反应为放热反应，h0；所以a，d错误。同样，在温度不变的情况下，随着压强的减小，z的体积分数增大，即随着压强的减小，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应，所以c正确。【变式2】在一定条件下，固定容积的密闭容器中发生如下反应：2no2(g)o2(g) + 2no(g) h0， 达到平衡。当改变其中一个条件x，y随x的变化符合图中曲线的是（ ） a. 当x表示温度时，y表示no2的物质的量b. 当x表示压强时，y表示no2的转化率c. 当x表示反应时间时，y表示混合气体的密度d. 当x表示no2的物质的量时，y表示o2的物质的量答案：ab【答案】ab【解析】若x表示温度，则随温度升高，平衡向正反应方向移动，no