化学平衡图像分析方法
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化学平衡图像题专题分类总结一、化学平衡图像题的解法1、步骤:(1)看图像。
一看面,即看清楚横坐标与纵坐标的意义;二看线,即线的走向和变化趋势;三看点,即起点、、终点、交点、拐点;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(2)想规律。
联想外界条件对反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)做判断。
根据图像中体现的关系与所学规律对比,做出符合题目要求的判断。
2、原则:(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中,包括横坐标、纵坐标和曲线所表示的三个量,先确定横坐标(或纵坐标)所表示的量,再讨论纵坐标(或横坐标)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温度较高或压强较大。
二、常见的几种图像题的分析1、速率—时间图此类图像揭示了V正、V逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征,以及平衡移动的方向。
【例1】对于达平衡的可逆反应X+Y W+Z,在其他条件不变的情况下,增大压强,反应速度变化图像如图所示,则图像中关于X,Y,Z,W四种物质的聚集状态为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2、浓度-时间图像此类图像题能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况,解题时要注意各物质曲线的拐点(达平衡时刻),各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况。
【例2】今有正反应放热的可逆反应,若反应开始经t1秒后达平衡,又经t2秒后,由于反应条件改变,使平衡破坏,到t3秒时又建立新的平衡,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t 2到t 3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 、增大了体系压强D 、升高了该反应的温度 【例3】可逆反应2A(g)B(g) △H<0从开始至平衡后改变某一外界条件使平衡发生了移动至重新平衡,该过程中各物质的量浓度(用c 表示)随时间变化情况如图,试分析各图,指出导致平衡移动的因素和平衡移动的方向。
- 1 -【化学平衡图像解题方法】1.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象。
2.对于化学反应速率的有关图象问题,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-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,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。
例如在浓度-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。
3.对于化学平衡的有关图象问题,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,并与勒沙特列原理挂钩。
(2)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。
(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
(5)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。
(6)定一议二。
当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
【强化训练】:1.如下图所示,反应:X (气)+3Y (气)2Z (气)+热量,在不同温度、不同压强(P 1>P 2)下,达到平衡时,混合气体中Z 的百分含量随温度变化的曲线应为( )2.对达到平衡的可逆反应X+Y W+Z ,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3.反应mA(固)+nB(气) eC(气)+fD(气),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.达到平衡后,加入催化剂则C%增大 B .达到平衡后,若升温,平衡左移C .化学方程式中n>e+fD .达到平衡后,增加A 的量有利于平衡向右移动4.反应aA(g)+bB(g) cC(g);△H=-Q ,生成物C 的质量分数与压强P 和温度的关系如下图,方程式中的系数和Q 值符合图象的是( )A .a+b<c Q>0 B.a+b>c Q<0 C.a+b<c Q<0 D.a+b=c Q>05.某可逆反应L (s )+G(g) 3R(g); △H>0,右图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。
化学平衡图像的基本类型和分析方法一、化学平衡图像的基本类型1、速率—时间图(v-t图像)此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间而变化的规律,体现了平衡的“动、等、定、变”等基本特征以及平衡移动(“变”)方向等。
←2NH3(g)中先补充N2和H2,如像平衡体系N2(g)+3H2(g)−→一段时间后又升高温度,其v-t图像如图2-30所示。
2、浓度—时间图(c-t图像)此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)含量在反应过程中的变化情况。
←AB从开始至达到平衡以后的c-t变化关系如图2-31所示。
此类如A+B−→图像要注意各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同,各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。
如果达到平衡后再改变条件,平衡发生移动,则依据平衡移动带来的浓度变化可以画出相应的c-t图像,依据c-t图像中浓度变化可以判断所变的条件。
如图2-32中,10min——15min内,c(SO2)、c(O2)减小的速率和c(SO3)增大的速率明显加快,可能的原因是加了催化剂或缩小了容器体积(增大了压强)或升高了温度;15min-20min内处于平衡状态;第20min时c(O2)“直线”增大后再慢慢减小,c(SO2)和c(SO3)分别在原起点上慢慢减小和增大,由此判断,第20min时的条件变化应是加入了氧气。
3、含量-时间-温度(压强)图此类图像表示的是不同的温度或压强下反应物或生成物的物质的量(体积)分数的变化过程,包含达到平衡所需的时间和不同温度(压强)下的平衡状态的物质的量分数比较等信息,由图像可以判断T1、T2或P1、P2的大小,再判断反应的∆H或气体物质的化学计量数关系(是吸热反应还是放热反应,或者是气体体积增大的含有缩小的反应)。
对←cC(g),常见此于反应aA(g)+bB(g) −→类图像如图2-33所示。
4、恒压(温)线该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强(P),常见类型有如图2-34所示两种:5、其他类型如图2-37所示是其他条件不变时,某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度)T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点种,表示v(正)>v(逆)的点是c,表示v(正)<v(逆)的点是a,而b、d点表示v(正)= v(逆)。
外界条件对化学反应速率的影响化学平衡移动与图像影响因素分子总数活化分子百分数活化分子总数活化分子浓度(单位体积活化分子数)增大浓度增加不变增加增加增大压强不变不变不变增加升高温度不变增加增加增加正催化剂不变增加增加增加总结:①只要增大浓度、增大压强、升高温度,新平衡都在原平衡的上方,v′正=v′逆>v正=v逆;只要减小浓度、降低压强、降低温度,新平衡都在原平衡下方,v″正=v″逆<v正=v逆。
②只要是浓度改变,一个速率一定是在原平衡的基础上改变;两个速率同时增大或减小(中间断开)一定是压强或温度改变。
③加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动。
速率和平衡图像分析:⑴分析反应速度图像:①看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。
②看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应。
升高温度时,△V吸热>△V放热。
③看终点:分清消耗浓度和增生浓度。
反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。
④对于时间——速度图像,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”。
增大反应物浓度V正突变,V逆渐变。
升高温度,V吸热大增,V放热小增。
⑵化学平衡图像问题的解答方法:①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正、△V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点。
③先拐先平:对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡。
它所代表的温度高、压强大。
这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q。
若转化率降低,则表示m+n<p+q。
④定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。
化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
化学平衡的图像分析一、化学反应速率和化学平衡的图像类型1、速率—时间图2、速率—条件图3、化学量—时间图4、化学量—条件图5、化学量—条件—时间图二、速率与平衡图像的分析方法1、一看图像的类型,弄清图像的纵坐标代表什么量,横坐标代表什么量。
2、二看几个重要的点,如起点、转折点、交叉点、极值点,理解它的化学含义3、三看曲线的变化趋势,是递增的曲线,还是递减的曲线,并把“平”与“陡”、“直”所代表的的斜率意义与化学含义建立起来。
4、四看分析方法,最重要的方法是“先拐先平,定一议二”。
“先拐先平”,指的是先达到转折点,意味着先达到平衡,就意味着反应速率越快;“定一议二”,指的是确定一个量不变,去分析一个化学量随着另一个化学量改变而改变的趋势。
三、速率与平衡图像所解决的问题1、由起点和变化趋势,可以分析反应物和生成物2、由正逆反应速率的大小比较,以及化学量的改变,分析平衡移动的方向。
3、由化学量的改变和压强的关系,可以分析具体气体反应的计量系数特征,并可分析反应物和生成物的状态。
4、由化学量的改变和温度的关系,可以分析具体反应的能量特征,分析反应是吸热反应还是放热反应。
5、由平衡移动中正逆反应速率的改变,或者化学量随条件改变而改变的情况,可以反应浓度、压强、温度、催化剂等条件改变的可能性。
6、由化学量在一定时间内的改变量,可以分析反应的计量系数,以及计算转化率、反应速率、平衡常数、百分含量等。
四、强化练习1、电镀废液中Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2 PbCrO4(s)+2H+(aq)ΔH< 0该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是()、、将A g 块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示,在相同的条件下,将 B g A 粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是()Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如下图所示。
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: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:①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。
②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。
③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。
④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。
⑤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。
⑥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。
⑦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】几种常见的图像:1、浓度-时间图像:说明:解这类题的关键是:①何为反应物、生成物②反应物、生成物的计量数关系③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。
化学平衡图像题的解题方法和技巧化学平衡图像题是高考中一个重点,也是一个难点。
在高考中,出现某些涉及化学平衡图像试题,可以直接考查学生对观察能力结果的初步加工能力。
解图像题离不开识图、析图和解答。
识图是解题的基础,析图是关键,解答是目的。
而由于曲线和图形都包含着大量的信息,而这些信息往往是隐含的,学生必须对观察结果进行加工,才能总结出其中反映出的规律,提取出与考题有关的信息。
下面分类归纳各类图像题的解题方法和技巧。
1.速率~时间图这类图像定性地揭示了反应过程中v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征,以及平衡移动的方向。
解这一类题常分三步:①看起点首先要分清反应物和生成物,从起点应能看出起始加入是只有反应物、还是生成物,还是都有。
浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。
②看变化趋势要看清逐渐增大或逐渐减小的分别是正反应速率,还是逆反应速率;曲线是连续的,还是跳跃的,分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”、“变大”和“变小”、变化后是否仍然相等等情况;⑴浓度的影响增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变;⑵温度的影响对于可逆反应,改变温度时,吸热反应的速率受到的影响程度大:升高温度,v(吸)大增,v(放)小增;降低温度,v(吸)大减,v(放)小减;⑶压强的影响 a.对于体积可变的气体反应体系,方程式中气态物质化学计量数大的一侧,其反应速率受压强的影响程度大。
增大压强,v(正)、v(逆)都增大,气体体积之和(系数和)大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数;减小压强,v(正)、v(逆)都减小,气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。
b.对于体积不变的气体反应体系,改变压强时,正、逆反应速率会同等程度的改变。
⑷催化剂的影响使用正(负)催化剂,v(正)、v(逆)都增大(减小)且改变量相等。
化学平衡图像的解题技巧一、考点知识网络建构1.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;2二个原则1先拐先平;例如,在转化率一时间图上,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;2定一论二;当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系3.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;4.解答图像类题目的注意事项1注意物质的转化率与其百分数相反;2注意图像的形状和走向是否符合给定反应;3注意图像是否过愿点;4注意坐标格的数据,也可由它判断反应物或生成物在方程式里的系数,或据此求反应速率;5注意抓两个变量间的关系,判断图像正确与否,可加辅助线,常在横坐标上画垂直线为辅助线来判断图像是否合理;二、常见的平衡图像例析1. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质例1已知合成氨的反应为:在一定条件下达到化学平衡,现升高温度使平衡发生移动,下列图像中能正确描述正、逆反应速率v变化的是2. 以物质的量浓度-时间nc-t图像描述可逆反应达平衡的过程例2在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量n随反应时间t变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是A. 反应的化学方程式为2M NB.C、D.3.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3反应X气+3Y气2Z气+热量,在不同温度、不同压强p1>p2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;4. 以物质的量转化率-时间nR-t图像描述温度或压强对平衡移动的影响例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w B与反应时间t的关系如图4所示;下列判断正确的是;<T2, P1<P2, a+b >c, Q<0>T2, P1<P2, a+b <c, Q<0C. T1<T2, P1>P2, a+b <c, Q<0D. T1>T2, P1>P2, a+b >c, Q>05. 以转化率体积分数-压强、温度R-p、T图像判断平衡状态例5 如图,条件一定时,反应2正反应为放热中NO的与T变化关系曲线图,图中有a、b、c、d4个点,其中表示未达到平衡状态,且的点是A. aB. bC. cD. d6. 根据R质量分数w、体积分数-p、T图像判断反应特征例6 已知反应,A的转化率与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,. 正反应放热,7. 由v-pT图像描述平衡移动时正逆v的变化例7 下列反应符合下图p-v变化曲线的是A. 2HIgB.C. 4NOg+D. COg+Cs 2COg8. 混合气体平均相对分子质量—温度压强图像例8可逆反应2A+B2Cg+>0随T℃变化气体平均相对分子质量的变化如图所示,则下列叙述中正确的是A. A和B可能都是固体B. A和B一定都是气体C. A和B可能都是气体D. 若B为固体,则A一定为气体9. 由体积分数—温度图像判断平衡进程例9在容积相同的不同密闭容器内,分别充入同量的,在不同温度,任其发生反应,在第7秒时分别测定其中的体积分数,并绘成下图曲线;1A、B、C、D、E中,尚未达到化学平衡状态的点是________;2此反应的正反应是______热反应;3AC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____________________________________________________;4v 正_____v逆。