化学平衡图像分析设计

1、化学平衡图像分析设计复习背景分析有关化学平衡的图像试题涉及知识面广，灵活性大。题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查，是考查学生能力的常见题。考查的图像主要有三类；第一类，是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类，是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类，是反应物或生成物物质的量（或浓度或质量分数）与时间关系的图像，此类图像既要考虑反应速率的大小，又要考虑化学平衡移动、反应物的转化。由于化学平衡图像将数字知识和化学平衡理论融为一体，它正体现“3X”考试要求中学各学科间渗透、综合的这一精神，尽管近几年这类试题不多，但在“3X”的理科综合测试中要引起足够重视。教学目的

2、1总结有关化学平衡图像的知识规律。2熟悉解化学平衡图像题的步骤。教学过程一、三种类型化学平衡图像题的解析1化学平衡建立的过程曲线图【例1】1999年武汉测试题 600时，A、B、C三种气体在密闭容器中浓度的变化情况如图1所示，仅从图上分析不能得出有关A的结论的是（ ）。AA是反应物B前4minA是分解速率是0.1mol·（L·min）1C4min后，若升高温度，A的转化率增大。D4min后，若增大压强，A的转化率减小。解析 本题的关键是确定化学反应方程式，然后由方程式的特点根据平衡移动理论判断温度、压强对A物质转化率的影响。因A逐渐减少，B、C逐渐增多，所以A是反应物，B、

3、C是生成物，A项正确。根据速率的定义式可知A物质的分解速率0.1mol·（L·min）1，B项正确。由图示可知，A物质在4min时浓度不再变化，说明A没有完全分解，这一反应为可逆反应，由A、B、C三种气体的浓度变化量之比0.4:0.4:0.22:2:1可知，反应的化学方程式为 2A 2BC，故加压时平衡向左移动，A的转化率减少，D项正确。但由题给信息不能确定该反应是吸热还是放热，故升高温度，A是转化率无法确定。 答案 （C）说明 确定化学反应方程式的方法是：（1）反应物和生成物的确定。反应物物质的量、质量、浓度等随反应的进行不断减少；生成生的上述量随反应的进行不断增加。（2

4、）反应方程式aA+bB cC+dD各物质化学计量数的确定。A : b : c : dn(A): n(B): n(C):n(D)（物质的变量的变化量之比）n(A): c(B): c(C):n(D)（物质的量浓度的变化之比）v(A):v(B):v(C):v(D)（反应速率之比）2由化学反应方程式的特点，根据平衡移动原理，判断有关图像的正误，即平衡移动原理的应用。【例2】1991年全国高考试题 反应X（气）3Y（气） 2Z（气）热量，在不同温度、不同压强（p1p2）下，达到平衡时，混合气体中Z的质量分数随温度变化的曲线应为（ ）。解析 可逆反应X（气）3Y（气） 2Z（气）+Q的特点是：气体体积缩小

5、的放热反应。根据化学平衡移动大原理：压强不变时温度升高，平衡向逆反应方向移动，则Z减少，故可排除A、B；温度不变时压强增大，平衡向正反方向移动，则Z%应增大，故可排除D。答案 （C）说明 解答此类图像题，关键在于能“译”出图像的化学含义，然后由方程式的特点结合平衡移动原理进行筛选。由于平衡移动原理只适用“单因素”改变，故分析时应“定一议二”，即图像中有三个变量时，先固定一个量去讨论另两个量的关系，如等压线、等温线等。【例3】2000年济南测试题 图3表示外界条件（温度、压强）的变化对下列反应的影响L（固）G（气） 2R（气）Q，在图中，Y轴是指（ ）。A衡混合气中R的体积分数B平衡混合气中G的

6、体积分数CG的转化率DL的转化率解析 本例是平衡移动原理应用的逆向思维题，解题时首先要译出曲线中有关量的变化规律或化学含义，然后结合化学反应方程式运用平衡移动理论分析判断。该题曲线反映的是温度、压强与Y之间的关系，图中三条曲线均为等压线。由题给图像可归纳出：温度升高时，Y值减少，压强增大时，Y值增大。本题给出的反应是一个气体体积增大的吸热反应，因此，当温度升高时，平衡向右移动，G和L的转化率均增大，R的体积分数增大，G的体积分数减少；而当压强增大时，平衡向左移动，G和L的转化率均减小，R的体积分数减小，G的体积分数增大。对照曲线中反映的规律（归纳的结论），即可发现，Y值与混合气中G的体积分数变

7、化规律一致，从而确定正确答案为B。答案 （B）说明 解答化学平衡图像题的方法思路是：先看懂图像，然后由方程式依据化学平衡的变化规律进行综合分析推理判断。（本题也可结合方程式将选项和图像进行逐一对照得解）3化学平衡综合应用图像【例4】2000年北京测试题 已知某可逆反应aA(气)+bB（气） cC（气）+Q在密闭容器中进行，在不同温度（T1和T2）及压强（p1和p2）下，混合气中B的质量分数（wB）与反应时间（t）的关系如图4所示。下列判断正确的是（ ）。A.T1<T2, P1<P2, a+b >c, Q<0B.T1>T2, P1<P2, a+b <c,

8、 Q<0C. T1<T2, P1>P2, a+b <c, Q<0D. T1>T2, P1>P2, a+b >c, Q>0解析 本题是化学平衡移动的综合应用图像，其特点是根据题给曲线图像，判断外界条件及可逆反应方程式中有关量相对大小，实质仍属逆向思维。解题时，既要考虑反应速率的快慢（拐点出现的先后）又要考虑化学平衡移动。由（T1,P1）和（T1,P2）两支曲线可知，等温（T1）下，压强为P2时达到平衡所需时间短，即反应速率快，所以P2>P1，且压强越大，wB越大，则a+b<c。由（T1，P2）和（T2,P2）两支曲线可知，等压（P

9、2）下，温度为T1时达到平衡所需时间短，即反应速率快，所以T1>T2，且温度越高，wB越小，故正反应为吸热，Q0。答案（B）说明 解化学平衡图像题应特别注意：“定一议二”，即图像中出现三个量时，应先确定一个恒量以讨论两个量的变化关系，本题可从图像中直接分解出两组“等温线”、“等压线”以“定一议二”。“先拐先平”，即曲线中先出现拐点，则该曲线所示条件下先出现平衡，该曲线所示温度或压强较大。二、考点知识网络建构1有关化学平衡图像的知识规律（1）对有气体参加的可逆反应，在温度相同的情况下，压强越大，到达平衡所需的时间越短；在压强相同情况下，温度越高，到达平衡所需的时间越短。（2）使用催化剂，能

10、同等程度地改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需时间，但不影响化学平衡移动。（3）同一反应中，末达平衡前，同一段时间间隔内，高温时（其他条件相同）生成物含量总比低温时生成物含量大；高压时（其他条件相同）生成物的含量总比低压时生成物的含量大。（4）平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增加，但生成物的浓度、质量分数以及反应物的转化率不一定增加。2解化学平衡图像题三步曲（1）看懂图像：看图像要五看。一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等；四看要不要作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。（2）联想规律：联

11、想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。（3）推理判断：结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。三、综合能力训练1反应2X（气）Y（气） 2Z（气）热量，在不同温度（T1和T2）及压强（p1和p2）下，产物Z的物质的量n（z）与反应时间t的关系如图所示。下述判断正确的是（ ）（A）T1T2， p1p2（B）T1T2， p1p2（C）T1T2， p1p2（D）T1T2， P1P22在某容积一定的密闭容器，可逆反应A（气）B（气） xC（气）Q，符合下列图像（I）所示关系，由此推断对图（II）的正确说法是（ ）（A）p3p4，Y轴表示A的转化率（B）p3p4，Y轴表示B的百分含量（