化学平衡图像题分析

化学平衡图像题分析第1页，共34页，2023年，2月20日，星期一1.一密闭体系中发生反应：N2+3H22NH3(正反应为放热反应)下图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图。回答下列问题：（1）处于平衡状态的时间段是（2）t1、t3、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？（3）下列时间段中，氨的百分含量最高是A.0～t1B.t2～t3C.t3～t4D.t5～t6V(正)V(逆)V(正)V(逆)v0t1t2t3t4t5t6t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6t1:升高温度，t3:使用催化剂，t4:减小体系压强课前体验第2页，共34页，2023年，2月20日，星期一2.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，下列描述正确的是A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/LC．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%D．反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)Z(g)课前体验第3页，共34页，2023年，2月20日，星期一3.下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表①③、②、④反应，则Y轴是指①N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-Q②H2(g)+I2(g)2HI(g);△H=+Q③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H=-Q④2SO3(g)2SO2(g)+O2(g);△H=+QA．平衡混合气中一种生成物的百分含量B．平衡混合气中一种反应物的百分含量C．平衡混合气中一种生成物的转化率D．平衡混合气中一种反应物的转化率课前体验第4页，共34页，2023年，2月20日，星期一4.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I-(aq)I3-(aq)，某I2、KI混合溶液中，c(I3-)与温度T的关系如图所示。下列说法正确的是A．

反应I2(aq)＋I-(aq)I3-(aq)的△H>0B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1＞K2C．若反应进行到状态D时，一定有v正＞v逆D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大C(I3-)TT1T2T3ABCD0课前体验第5页，共34页，2023年，2月20日，星期一

1．图像问题解题步骤(1)看懂图像：①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义)；②看线(即弄清线的走向和变化趋势)；③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义)；④看是否要作辅助线(如等温线、等压线)；⑤看定量图像中有关量的多少。(2)联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作出判断：根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。方法指导第6页，共34页，2023年，2月20日，星期一2．原则(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量，确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。(2)“先拐先平，数值大”原则在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高或表示的压强较大。方法指导第7页，共34页，2023年，2月20日，星期一1.以速率—时间图像计算平衡浓度例1:在容积固定为2L的密闭容器中，充入X、Y气体各2mol，发生可逆反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速度与时间t的关系如图所示，则Y的平衡浓度表达式正确的是（式中S是对应区域的面积）典例精析t/sVY/(mol·L-1·s-1)abdO第8页，共34页，2023年，2月20日，星期一tV(正)V(逆)V(正)V(逆)V(逆)V(正)vV(正)V(逆)t1t2t3例2:根据下图回答下列问题:⑴确定t1、t2、t3时刻的操作：A、浓度减小B、加压C、降温⑵该反应正向是

（吸、放）热反应；⑶气体物质的量

（增大、减少）的反应。放增大典例精析2.以速率-时间图像描述化学平衡移动的本质第9页，共34页，2023年，2月20日，星期一反应A(g)+B(g)C(g)；△H<0已达平衡,升高温度,平衡逆向移动,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为首先要把握大方向,即升温使V正、V逆都变大,所以B不对；再看起点和终点,由于原反应是平衡的(V逆=V正),因而起点相同,又由于再次达到平衡(V正＝V逆),因而终点相同,故A不对；由于正反应是放热反应,所以升温使V正和V逆都增大,但逆反应增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲线斜率大，故答案为C。典例精析变式1ABCDVtV正V逆VtV逆V正VtV逆V正VtV正V逆第10页，共34页，2023年，2月20日，星期一例3:下图表示反应X(g)4Y(g)+Z(g)，△H<0，在某温度时的浓度随时间变化的曲线,下列有关该反应的描述正确的是A.第6min后，反应就终止了B.X的平衡转化率为85%C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D.若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减少典例精析3.以物质的量(浓度)—时间图像描述可逆反应达平衡的过程

0.20.40.60.81.002468t/minc/(mol/L)第11页，共34页，2023年，2月20日，星期一典例精析500℃、20MPa时，将H2和N2置于一容积为2L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3物质的量变化如图所示,下列说法正确的是A.反应开始到第10min，N2的平均反应速率为0.005mol/(L·min)B.从曲线变化可以看出,反应进行到10min至20min时可能是使用了催化剂C.从曲线变化可以看出,反应进行至25min时,分离出0.1mol的氨气D.在25min时平衡正向移动但达到新平衡后NH3的体积分数比原平衡小变式2第12页，共34页，2023年，2月20日，星期一例4:在425℃时,1L密闭容器中进行反应：H2(g)+I2(g)2HI(g),以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡(下图)典例精析4.以浓度-时间图像描述等效平衡过程

⑴将图示3种情况的反应物、生成物的初始和平衡浓度填入表格。第13页，共34页，2023年，2月20日，星期一例4:在425℃时,1L密闭容器中进行反应：H2(g)+I2(g)2HI(g),以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡(下图)典例精析4.以浓度-时间图像描述等效平衡过程

⑵以上3种情况达到化学平衡是否为同一平衡状态？由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？

达平衡时反应物和生成物浓度完全相同，故为同一平衡状态。在一定条件下达到平衡后，正逆反应速率相等,平衡混合物中各物质的浓度保持不变。

第14页，共34页，2023年，2月20日，星期一例5：对于可逆反应ｍA(g)＋ｎB(s)C(g)＋ｑD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物Ｄ的质量分数Ｄ％与温度Ｔ或压强p的关系如图所示，请判断下列说法正确的是Ａ．降温，化学平衡向正反应方向移动

Ｂ．使用催化剂可使D%有所增加

Ｃ．化学方程式中气体的化学计量数ｍ＜ｐ＋ｑ

Ｄ．B的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动5.以物质的量(转化率)—时间图像描述温度或压强对平衡移动的影响

典例精析D%tT1T2D%tP1P2第15页，共34页，2023年，2月20日，星期一A．正反应吸热，L是气体B．正反应吸热，L是固体C．正反应放热，L是气体D．正反应放热，L是固体或液体R%tT1、P2T1、P1T2、P2在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)R(g)+2L此反应符合右图,下列叙述正确的是典例精析变式3第16页，共34页，2023年，2月20日，星期一4.取5等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，△H＜0。反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是NO2%温度温度温度温度ABCDNO2%NO2%NO2%典例精析6.以转化率(体积分数)—压强(温度)图像判断平衡状态

第17页，共34页，2023年，2月20日，星期一mM(s)+nN(g)pQ(g)；正反应为放热反应。在一定温度下平衡时N%与压强的关系如图，下列有关叙述正确的是A．A点时混合物的V正>V逆B．A点比B点反应速率快C．n>pD．m+n>pN%压强.BA.典例精析变式4第18页，共34页，2023年，2月20日，星期一7.根据质量分数(体积分数)—压强、温度图像判断反应特征

例7:已知反应mA(g)+nB(g)xC(g)+yD(g)，A的转化率RA与p、T的关系如图，根据图示可以得出的正确结论是A.正反应吸热，B.正反应吸热，C.正反应放热，D.正反应放热，典例精析RAT/K1×107Pa1×106Pa1×105Pa第19页，共34页，2023年，2月20日，星期一X(g)+Y(g)2Z(g)；△H<0，达平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线为Z%T10kpa100kpaZ%T10kpa100kpaZ%T10kpa100kpaZ%T10kpa100kpaABCD典例精析变式5第20页，共34页，2023年，2月20日，星期一例8下列反应符合下图p-v变化曲线的是A.H2(g)+I2(g)2HI(g)B.3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l)+NO(g)C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)D.CO(g)+C(s)2CO(g)8.由速率-压强(温度)图像描述平衡移动时正逆反应速率的变化

典例精析V(正)V(逆)VP平衡点第21页，共34页，2023年，2月20日，星期一下列反应符合下图T-v变化曲线的是A．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)；ΔH＜0B．N2O3(g)NO2(g)＋NO(g)；ΔH＞0C．3NO2(g)＋H2O(l)2HNO3(aq)＋NO(g)；ΔH＜0D．2CO(g)CO2(g)＋C(s)；ΔH＜0V(正)V(逆)VT平衡点典例精析变式6第22页，共34页，2023年，2月20日，星期一9.混合气体平均相对分子质量—温度(压强)图像典例精析例9:可逆反应2A+B2C(g)(正反应放热)，随温度变化气体平均摩尔质量如图所示，则下列叙述正确的是（）A．A和B可能都是固体B．A和B一定都是气体C．若B为固体，则A一定是气体D．A和B不可能都是气体E．A和B可能都是气体平均摩尔质量温度第23页，共34页，2023年，2月20日，星期一10.由体积分数—温度图像判断平衡进程例10:在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的N2和H2，在不同温度，任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在第7秒时分别测定其中的体积分数，并绘成下图曲线。典例精析⑵此反应的正反应是______热反应。⑶T1到T2变化时，V正

V逆，T3时，V正

V逆，T3到T4变化时，V正

V逆。A、B放⑴A、B、C、D、E中，尚未达到化学平衡状态的点是

。>=<第24页，共34页，2023年，2月20日，星期一10.由体积分数—温度图像判断平衡进程例10:在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的N2和H2，在不同温度，任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在第7秒时分别测定其中的体积分数，并绘成下图曲线。典例精析⑷AC段曲线是增函数曲线，CE段曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由为是

。AC段化学反应尚未平衡，受速率控制，T升高，反应速率加快，增大为增函数；CE段达到平衡后受平衡因素控制，T升高，平衡向吸热的逆向移动，故下降为减函数。

第25页，共34页，2023年，2月20日，星期一1.(09全国卷Ⅱ)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。⑴根据左表中数据，在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.900.20.40.60.81.01.2051015n(mol)t(min)XYZ高考回放第26页，共34页，2023年，2月20日，星期一(4)平衡时反应物X的转化率.X(g)+2Y(g)2Z(g)1.(09全国卷Ⅱ)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。(2)体系中发生反应的化学方程式.(3)列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率.t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90高考回放第27页，共34页，2023年，2月20日，星期一1.(09全国卷Ⅱ)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线①、②、③（如右图所示）则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是：①___________②____________③____________0.20.40.60.81.01.2051015n(mol)t(min)123t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90升高温度加入催化剂增大压强高考回放第28页，共34页，2023年，2月20日，星期一2.(09年安徽)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。⑴请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。编号实验目的T/KpHc/10-3mol/LH2O2Fe2+①为以下实验作参考29836.00.30②探究温度对降解反应速率的影响③298106.00.30探究溶液的pH对降解反应速率的影响31336.00.30高考回放第29页，共34页，2023年，2月20日，星期一2.(09年安徽)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图⑵请根据右上图实验①曲线，计算降解反应在50～150s内的反应速率：v(p-CP)=

mol/(L·s)。

0.00.40.81.21.62.00100200300400500600①②③c(p-CP)/10-3mol/Lt/s8.0×10-6

高考回放第30页，共34页，2023年，2月20日，星期一2.(09年安徽)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。[解释与结论]⑶实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：

。

0.00.40.81.21.62.00100200300400500600①②③c(p-CP)/10-3mol/Lt/sH2O2在温度过高时迅速分解⑷实验③得出的结论是：PH等于10时，

。反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）

高考回放第31页，共34页，2023年，2月20日，星期一2.(09年安徽)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。[思考与交流]⑸实验时