高中化学：2020年化学平衡图像专题解析

2020年化学平衡图像专题解析牢固掌握有关的概念与原理，尤其要注意：外界条件的改变对一个可逆反应来讲，正逆反应速率如何变化，化学平衡如何移动，在速度时间图、转化率时间图、反应物的含量浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图像。一、对于化学反应速率的有关图像问题，可按以下的方法进行分析：(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。(2)看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物；一般生成物多数以原点为起点。(3)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)v(放)，在速率一时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度时，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度时，v(正)突变，v(逆)渐变。(4)注意终点。例如在浓度一时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。(1)速率时间的曲线 反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在一定时间内反应物、产物浓度的变化曲线。反应物随反应进行浓度在不断减小，生成物浓度却在不断增加。瞬时速率浓度随时间的变化率。瞬时速率只能用作图的方法得到， 图1 图2 图3看图3：说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？化学平衡向什么方向移动？答：正、逆同时反应开始。 平衡向正反应方向移动。(2)化学反应过程中能量的变化例如， A + B-C A B C* A-B + C反应物 活化络合物 产物(始态) (过渡态) (终态)过渡状态又叫活化络合物（activated complex）催化剂对反应速率的影响：通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间a k指数底数幂幂函数性质：xyOx210.51.410.7yO如： y随x的增大而减小y = xa（a1）性质：y的数值有一定的限度。性质：y的数值爆炸性减小。性质：y的数值爆炸性增长。y y随x的增大而增大y = xa（0a p+q Q p+q Q 0若反应速率不变（如容积不变时充入稀有气体）三、平衡移动：是一个“平衡状态不平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。即总结如下：平衡不移动程度相同v正 v逆使用催化剂气体体积不变的反应改变压强程度不同v正 v逆浓度变化压强变化温度变化平衡移动改变条件速率改变注意：加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间，但不一定能使平衡发生移动。四、化学平衡的计算有关化学平衡计算的一般解题模式：化学平衡计算的基本模式：平衡“三步曲”例： mA + nB pC + qD 起始量： a b 0 0 转化量： mx nx px qx 平衡量：a-mx b-nx px qx注意：转化量与方程式中各物质的系数成比例；这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。弄清起始浓度、平衡浓度、平衡常数和转化率四者之间的互换关系，并列出下面图解。例题：已知起始浓度和转化率，求平衡常数。解：以图解为思路，进行分析：（1）先根据起始浓度和转化率，求平衡浓度。（2）再利用平衡浓度，求平衡常数。练习：1. 下列各图是温度（或压强）对应2A(s) + 2B(g) 2C(g) + D(g)；H0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是（ ）ppttA B C D1. 曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，升高温度，增加压强，V正、V逆均增大，B中V逆，D中V正、V逆走向均减小，则B、D均错；可逆反应2A(s) + 2B(g) 2C(g) + D(g)；H0的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，则升高温度，向正反应方向移动，故V正 V逆；增加压强，向逆反应方向移动，故V正V逆。可见答案为A、C。2. 1 mol A气体和n mol B气体，按下式反应生成气体C：A(g) + n B(g)m C(g)，一段时间后测得A的转化率为50%，反应前气体的密度在同温同压下是反应后3/4，则n和m的数值可能是 ( )An=1，m=1 Bn=2，m=2 Cn=3，m=2 Dn=2，m=32. 在同温同压条件下，气体的密度之比将等于(平均)相对分子质量之比。即，又由于气体物质反应前后的总质量不变，即M1n1=M2n2，即。因此。A(g) + nB(g) mC(g)起始量(mol) 1 n 0变化量(mol) 0.5 0.5n 0.5m平衡量(mol) 0.5 0.5n 0.5m 由得，整理可得：a + 1 = 2b，将A、B、C、D四个选项代入，可得A、D符合题意。答案：AD方法探究：本题的一个关健就是要知道密度比在等温等压时等于相对分子质量之比。推导过程如下：由理想气体气态方程pV=nRT及(m为气体的质量，M为气体的相对分子质量)得：。移项，pV=，即。因此，在T、p相同时，有。3 T时，在1L密闭容器中A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图I所示；若保持其他条件不变，温度分别为Tl和T2时，B的体积百分含量与时间的关系如图所示。则下列结论正确的是 ( )A在达平衡后，保持其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动B在达平衡后，保持压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动C保持其他条件不变，若反应开始时A、B、C的浓度分别为0.4mo1L-1、0.5 mo1L-1和0.2 mo1L1，则达到平衡后，C的浓度大于0.4 mo1L-1D保持其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大3由图可知发生反应：A + 3B 2C，压强增大，平衡向正反应方向移动；保持压强不变，通入稀有气体，体积增大，平衡向体积增大的方向移动，平衡向逆反应方向移动；完全转化为A、B相当于0.5 mo1L-1，0.8 mo1L-1，增加了B的浓度，平衡向正正反应方向移动，C的浓度增大；升高温度，正逆反应速率均增大，平衡向吸热方向移动，由可知逆反应吸热，A的转化率降低。图24. 一定温度下，有可逆反应：2A(g)2B(g)C(g)3D(g)；H0。现将2molA和2molB充入体积为V的甲容器，将2molC和6molD充入乙容器并使乙容器在反应开始前的体积为2V(如图1)。图1关于两容器中反应的说法正确的是 ( ) A甲容器中的反应先达到化学平衡状态B两容器中的反应均达平衡时，平衡混合物中各组份的体积百分组成相同，混合气体的平均相对分子质量也相同C两容器达平衡后升高相同的温度，两容器中物质D的体积分数随温度变化如图2所示D在甲容器中再充入2molA和2molB，平衡后甲中物质C的浓度是乙中物质C的浓度的2倍4BD 本题的关健是气体体积相等的反应。5. 对2SO2O22SO3 H”或“10 a； 当压强为原来100倍时，A的平衡时物质的量浓度为p mol/L，测得p100a。试解释形成这种结果的可能的原因：1.5倍时：