高二化学常见化学平衡图像题的解法苏教版知识精讲

高二化学高二化学常见化学平衡图像题的解法常见化学平衡图像题的解法苏教版苏教版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 常见化学平衡图像题的解法 二. 教学目标 了解各类图像题的特点； 能用一定的方法审视解决化学平衡图像问题。 三. 教学重点、难点 审视解决化学平衡图像问题的方法及技巧 四. 教学过程： 根据化学平衡状态的特点以及条件对反应速率及化学平衡状态的影响，用数学上坐标 轴的方法表示条件对反应速率、转化率、产率以及各物质的浓度、百分含量等相互关系的 图像，称为化学平衡图像。 说明：说明： 对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析： 看图像，认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。所 谓看图像，是指：一看轴（即横坐标和纵坐标的意义） ，二看点（即起点、折点、交点和终 点） ，三看线（即线的走向和变化趋势） ，四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等） ，五 看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋势）等，这是解 题的基础。 紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变， 有无固体、纯液体物质参加或生成等。 看清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反 应，在条件与变化之间搭桥；也可以根据坐标的数据，判断反应物或生成物在方程式中的 系数，或据此求反应速率。 看清起点、拐点、终点，注意图像是否经过“原点” ，即是否有“0”项，尤其是特 殊点的意义，看清曲线的变化趋势。 先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推 理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 定一议二。勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有多个变量时，先 固定一个量，再讨论另外两个量的关系。 注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系：某物质的转化率与其“百分数”相 反。 【典型例题典型例题】 几种常见的图像： 1、浓度时间图像： 说明：说明：解这类题的关键是： 何为反应物、生成物 反应物、生成物的计量数关系 是否为可逆反应 例 1. 某一反应在一定条件下充分反应，一段时间后 C、A、B 之间的关系如图所示。试 分析反应的化学方程式及 A 的转化率。 t c C A B 解析：解析：根据图像可知：A、B 随着反应的进行不断减少，但没有完全反应，而 C 随着 反应的进行不断增加，因此，该反应是由 A、B 生成 C 的可逆反应，再由图像可知，每消 耗 1 份 A 的同时，消耗 2 份 B 和生成 3 份 C，则反应的方程式为： A+2B 3C 则 A 的转化率为：已反应的 A 的量/原有 A 的总量100%1/3100%66.7% 答案：答案：反应的方程式为：A+2B 3C A 的转化率为 66.7% 例 2. 今有正反应放热的可逆反应，若反应开始经 t1s 后达平衡，在 t2s 时由于反应条件改 变，使平衡破坏，到 t3s 时又达平衡，如图所示， （1）该反应的反应物是_ （2）该反应的化学方程式为_ （3）分析从 t2到 t3时曲线改变的原因是（ ） A、增大了 X 或 Y 的浓度 B、使用了催化剂 C、缩小体积，使体系压强增大 D、升高了反应温度 解析：解析：水平线代表平衡状态 各物质的 c 呈反应系数比 达到平衡前，一般反应物浓度减小，产物浓度增大 综上所述，反应物为 X 和 Y，生成物为 Z，三者的物质的量之比为：1：1：1，则该 反应的方程式为：X+Y Z； t2到 t3时，Z 的值减少，X、Y 的值增加，平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应， 升高温度平衡逆向移动，因此改变的条件为：升高温度。 答案：答案：反应物为 X 和 Y；方程式为：X+Y Z；改变的条件为 D。 2、速率时间图像： 说明：说明：解这类题的关键是： 看清起点、拐点、终点； 理清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反应，在条 件与变化之间搭桥； 分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化。 例 3. 对于反应 A（g）3B（g）2C（g）D（g）（正反应放热） ；有如下图所示的变化， 请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。 v逆 t1 t v v正 解析：解析：由于 v正、v逆均有不同程度的增大，引起平衡移动的因素可能是 ：a.升高温度； b.增大压强。根据反应方程式，正反应是体积减小的放热反应，则升高温度平衡向逆反应 方向移动，与图示相符；增大压强平衡向正反应方向移动，与图示不相符。故此题中引起 平衡移动的因素是升高温度。 答案：答案：引起平衡移动的因素是升高温度。正反应是体积减小的放热反应，则升高温度 平衡向逆反应方向移动。 3、某物质的转化率（或百分含量）-时间-温度（或压强）图： 说明：说明：解这类题的关键是： 看清起点、拐点、终点； 先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此 时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 遵循“定一议二”原则。 分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化； 以及条件改变时对反应物的转化率（百分含量）的影响。 例 4. 对于 m A （g） n B （g） p C（g） HQKJmol-1 有如下图所示的变化， C C % % t t 0 0 T T2 2 P P2 2 T T1 1 P P2 2 T T1 1 P P1 1 则：P1与 P2 的关系是 ； m + n 与 p 的关系是 ； T1 与 T2的关系是 ； Q 与 0 的关系是 。 解析：解析：本题解答时应遵循两个原则：“先拐先平” “定一议二”原则。在温度均为 T1 时，P2达到平衡需要的时间短，因此 P2P1；压强越大，C 的百分含量越大，说明正反应 是体积增大的反应，即 m + n p；在 P2保持不变时，T1达到平衡需要的时间短，因此 T1 T2，温度越高，C 的百分含量越小，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，说明正反应是 放热反应，即 Q 小于 0。 答案：答案：P2P1；m + n p；T1 T2；Q 小于 0。 4、某物质的转化率（或百分含量）-温度（或压强）图： 说明：说明：解这类题的关键是： 看清起点、拐点、终点； 先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推 理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 遵循“定一议二”原则。 分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化； 以及条件改变时对反应物的转化率（百分含量）的影响。 例 5. 有一化学平衡 mA（g）nB（g） pC（g）qD（g），下图表示的是转化率与压强、 温度的关系。判断： （1）正反应是放热还是吸热反应? （2）m+n 与 p+q 的大小. A 转 化 率 T (温度) 106Pa 104Pa 105Pa 解析：解析：图象中有三个量时，应固定一个量来分别讨论另两个量之间的关系。 固定压 强，讨论 T 与 A 的转化率的关系：同一压强下温度越高，A 的转化率越高，说明正反应是 吸热反应；固定温度，讨论 P 与 A 的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A 的转化率 越高，说明正反应是体积缩小的反应，即 m+np+q。 答案：答案：正反应是吸热反应；m+np+q。 【模拟试题模拟试题】 1、下图表示外界条件（温度、压强）的变化对下列反应的影响：L（s）+G（g） 2R（g） （正反应吸热） ，则图中 Y 轴是指 （ ） A. 平衡混合气中 R 的质量分数 B. L 的转化率 C. 平衡混合气中 G 的质量分数 D. G 的转化率 2、mA（s）+nB（g） pC（g） ；H0 的可逆反应中，在恒温条件下，B 的体积分数 B与压强（p）关系如图所示。有关叙述正确的是（ ） A. m+n v逆，y 点，v正p D. x 点比 y 点反应速率慢 3、往一体积不变的密闭容器中充入 H2和 I2，发生反应 H2（g）+I2（g） 2HI（g） （正反应吸热） ，当达到平衡后，t0时改变反应的某一条件（混合气体物质的量不变） ，且 造成容器内压强增大，下列说法正确的是 （ ） A. 容器内气体颜色变深，平均分子量不变 B. 平衡不移动，混合气体密度增大 C. H2转化率增大，HI 平衡浓度变小 D. 改变条件前后，速度图象为（如图） 4、用来表示可逆反应 2A（气）+B（气）2C（气）+Q 的正确图象是 （ ） 5、对于达到平衡的可逆反应 XY WZ，增大压强则正、逆反应速度（v）的变 化如下图，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 6、在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A（g）+3B（g） 2C（g） （正反应放热） 。 某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作 出下图。下列判断一定错误的是 （ ） A. 图 I 研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高 B. 图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高 C. 图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高 D. 图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高 7、T时，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 （）所示；若保持其他条件不变，温度分别为 T1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（t1+10）min 时，保持其它条件不变，增大压强，平衡逆向移动 B. 其它条件不变，升高温度，A 的转化率一定增大 C. T时，若由 0.4molL A、0.4molL B 和 0.2molL C 反应，达到平衡后， c（C）仍为 0.4molL D. （