化学平衡图象题解题思路及典型例析
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高二化学化学平衡图像专题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。
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。
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表示的反应速度v正、v逆与时间t的关系如图所示,则Y的变化浓度表达式正确的是(式中S是对应区域的面积)()A.2−SaobB.SaobC.SdobD.1−Saob练习1. I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I−(aq)=I−3(aq)某I2、KI混合溶液中, I−3的物质的量浓度c(I−3)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).下列说法正确的是()A. 反应I2 (aq)+I−(aq)═I−3 (aq)的△H>0B. 状态A 与状态B 相比,状态A 的c (I 2)大C. 若反应进行到状态D 时,一定有v 正>v 逆D. 若温度为T 1、T 2,反应的平衡常数分别为K 1、K 2,则K 1>K 22. 以速率-时间图像描述化学平衡移动的本质 例2. 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3.以物质的量(浓度)—时间图像描述可逆反应达平衡的过程 例3. 如图表示反应X (g )⇌4Y (g )+Z (g )△H <0,在某温度时X 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. X 的平衡转化率为85%B. 第6 min 后,反应就终止了C. 若升高温度,X 的平衡转化率将大于85%D. 若降低温度,v 正减小,v 逆增大练习 500℃、20MPa 时,将H 2和N 2置于一容积为2L 的密闭容器中发生反应。
平衡常见图像分析化学平衡图像询问题的综合性强,思维难度大,是很多同学感到困难的题型之一。
化学平衡图像题的特征是以图像的方式将一些相关量之间的关系通过形象直观的曲线表示出来,把习题中的化学原理抽象为数学询问题,旨在考察同学对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解和运用才能。
一、化学平衡常见图像及其分析图像I:图像分析:〔1〕假设a、b无断点,那么平衡挪动确信是转变某一物质的浓度导致。
〔2〕假设a、b有断点,那么平衡挪动可能是由于以下缘由所导致:①同时不同程度地转变反响物〔或生成物〕的浓度;②转变反响体系的压强;③转变反响体系的温度。
〔3〕假设平衡无挪动,那么可能是由于以下缘由所导致:①反响前后气体分子个数不变;②使用了催化剂。
〔4〕假设在的上方,即平衡向正反响方向挪动;假设在的上方,即平衡向逆反响方向挪动。
图像II:图像分析:〔1〕由曲线的拐点作垂直于时间轴〔t线〕的垂线,其交点即为该条件下到达平衡的时间。
〔2〕由到达平衡的时间长短,推断与、与的相对大小〔关于此图像:、〕。
〔3〕由两平衡时,不同p、T下的量的变化可推断纵坐标y代表的物理量。
图像III:图像分析:〔1〕固定温度T〔或压强p〕,即作横坐标轴的垂线,观看分析图中所示各物理量随压强p〔或温度T〕的变化结果。
〔2〕关键是精确推断所作垂线与原温度〔或压强〕曲线的交点的纵坐标。
〔3〕y能够是某物质的质量分数、转化率、浓度、浓度比值、体积分数、物质的量分数等。
图像IV:图像分析:〔1〕温度为点为化学平衡点。
〔2〕温度段是随温度〔T〕上升,反响速率加快,产物的浓度增大或反响物的转化率增大。
〔3〕温度段是随温度上升平衡向吸热反响方向挪动的结果。
二、解答化学平衡图像询问题的技巧在解答化学平衡图像询问题时,要留意技巧性方法的应用。
1、“先拐先平,数值大”:在含量—时间曲线中,先毁灭拐点的,那么先到达化学平衡状态,说明该曲线的温度较高或压强较大;2、“定一议二”:在含量—温度〔或压强〕曲线中,图像中有三个变量,先确定一个量不变,再争辩另外两个量的关系〔由于化学平衡挪动原理只适用于外界“单要素”的转变,导致的平衡挪动的分析〕,即确定横坐标所示的量后,争辩纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后〔通常作一条横坐标的垂线〕,争辩横坐标与曲线的关系。
化学平衡图象题解题思路及典型例析
图象题是化学平衡知识在直角坐标系中的直观反映,是化学平衡一章的重点、难点。
明确图象含义,理清解题思路,才能突破难点,把握重点。
一、化学平衡图象题的一般解题思路
1、理清横坐标、纵坐标表示的含义。
2、分析曲线的变化趋势与横坐标、纵坐标的关系。
3、分析特殊点----起点、拐点、交点、终点的含义。
4、有三个变量时,“定一论二”,确定一个量为恒量,讨论另
两个变量的关系。
5、结合题目给出的条件,应用概念及规律推理判断反应物的
状态、反应的热效应、气体体积变化等。
二、图象题的类型
1.浓度—时间图象
例1.下图是表示N2 + 3H2 2NH3建立平衡的过程,则下列能正确表示此过程的图象是
分析这类题目是讨论同一时间段内各物质的变化量的比例关系,且要注意物质的量减少的为反应物,物质的量增多的为生成物。
答案A 2.速率—时间图象
例2.某温度下,在密闭容器里SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件,对反应2SO2+O2 2SO3(正反应放热)的正、逆反应速率的影响下图所示。
(!)加催化剂对速率影响的图象是()。
(2)升温对速率影响的图象是()。
(3)增大反应容器体积对速率影响的图象是()。
(4)增大O2的浓度对速率影响的图象是()。
这类图象是讨论外界条件对化学平衡的影响。
解决这类题目的关键是分析改变条件的瞬间,正、逆反应速率的变化。
答案(1)C(2)A(3)D(4)B
3.速率—压强(或温度)图象
例3.符合下图的反应为()。
A.N2O3(g) NO2(g)+NO(g)
B.3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g)C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)D.CO2(g)+C(s) 2CO(g)
此类图象中曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响。
A点V(正)=V(逆)可逆反应达平衡状态。
增大压强,平衡向正反应方向移动。
答案B
4.转化率(或质量分数等)—压强、温度图象
例4.有一化学平衡mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图所示是A的转化率同压强、温度的关系,下图可以得出的正确结
论是()。
A.正反应吸热,m+n>p+q
B.正反应吸热,m+n<p+q
C.正反应放热,m+n>p+q
D.正反应放热,m+n<p+q
温度为T1时A的转化率X>Y>Z即增大压强A转化率增大;同一曲线,压强相同,温度升高,A转化率增大。
答案A
解决这类图象题目,采用“定一议二”,即把变量(温度、压强)之一定为恒量,讨论另外两个变量的关系。
例5.mA(s)+nB(g) qC(g)(正反应为吸热反应)的可逆反应中,在恒温条件下,B的体积分数(B%)与压强(p)的关系如图6所示,有关叙述正确的是()。
A.n<q
B.n>q
C.X点,v正>v逆;Y点,v正<v逆
D.X点比Y点反应速率快
这类题目中曲线是表示“平衡”时,质量分数与压强(或温度)变化关系曲线。
X、Y点则未达平衡状态,反应要向“趋向于平衡状态方向”进行,以此判断某点v正、v逆的大小关系。
比较X、Y两点的速率快慢则依据压强的高低(或温度的高低)。
答案A、C
5.转化率(或质量分数等)—时间图象
例6、对于可逆反应mA(g)+nB(s) pC(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9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这类图象的解题方法是“先拐先平”,即曲线先折拐的首先达到平衡,以此判断温度或压强的高低,再依据外界条件对平衡的影响确定答案。
答案A、C
以上是常见的几种平衡图象及一般解题思路,具体问题要具体分析,灵活地运用。