高中化学：化学平衡图像及解决化学平衡问题的方法

高中化学化学平衡常见问题的解决方法与技巧化学平衡是高中化学中的一个重要概念，它描述了化学反应中反应物与生成物之间的相对浓度。

然而，在学习过程中，很多学生常常面对各种与化学平衡相关的问题，这给他们的学习带来了一定的困扰。

本文将介绍一些常见的化学平衡问题以及解决方法与技巧，帮助学生更好地理解和应对化学平衡的学习。

1. 反应方向的确定在某些情况下，学生可能会遇到难以确定反应方向的问题。

针对这个问题，学生可以根据反应物和生成物的浓度大小来判断反应的方向。

一般来说，浓度较大的物质往往是生成物，而浓度较小的物质往往是反应物。

此外，在平衡常数的帮助下，也可以判断反应的方向。

当平衡常数值大于1时，生成物浓度较大，反应向右进行；当平衡常数值小于1时，反应物浓度较大，反应向左进行。

2. 影响平衡位置的因素平衡常数受到温度、压力、浓度等因素的影响。

对于温度的影响，一般情况下，升温会使反应向右进行，降温会使反应向左进行。

但也有一些特殊的反应，例如焦磷酸解离、吸热反应等，在升温时反应向左进行。

对于压力的影响，当反应物和生成物的物态均为气体时，增加压强会使反应向物质分子较少的一方进行。

对于浓度的影响，在涉及不同浓度的反应物和生成物时，可以通过改变浓度来调整反应的平衡位置。

3. 平衡位置的移动在实际应用中，我们常常希望能够调整反应的平衡位置，以实现更理想的反应结果。

我们可以通过Le Chatelier 原理来解决这个问题。

当系统处于平衡状态时，如果受到外界干扰，系统会偏离平衡状态，但会通过改变反应方向或反应速率来重新达到平衡。

例如，在涉及气体的反应中，增加压强会使平衡位置向压力减小的一方偏移。

4. 平衡常数与反应速率的关系在学习化学平衡的过程中，有的学生可能会疑惑平衡常数与反应速率的关系。

平衡常数与反应速率并没有直接的关系，即使平衡常数大，并不表示反应速率快。

平衡常数只是描述了反应物与生成物在平衡状态下的浓度关系，而反应速率则与反应物的活性、温度、催化剂等因素有关。

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）。

高考总复习化学平衡图像图像题是化学反应速率和化学平衡部分的重要题型。

这类题可以全面考查各种条件对化学反应速率和化学平衡的影响,具有很强的灵活性和综合性。

该类题型的特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的知识寓于坐标曲线上，简明、直观、形象，易于考查学生的观察能力、类比能力和推理能力。

当某些外界条件改变时,化学反应速率或有关物质的浓度(或物质的量、百分含量、转化率等)就可能发生变化,反映在图像上,相关的曲线就可能出现渐变(曲线是连续的)或突变(出现"断点")。

解答化学平衡图像题必须抓住化学程式及图像的特点。

析图的关键在于对“数”、“形” 、“义” 、“性”的综合思考，其重点是弄清“四点”（起点、交点、转折点、终点）及各条线段的化学含义，分析曲线的走向，发现图像隐含的条件，找出解题的突破口。

一、解答化学平衡图像题的一般方法：化学平衡图像题，一是以时间为自变量的图像；二是以压强或温度为自变量的图像。

从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。

①确定横、纵坐标的含义。

②分析反应的特征：正反应方向是吸热还是放热、气体体积是增大还是减小或不变、有无固体或纯液体物质参与反应等。

③分清因果，确定始态和终态；必要时可建立中间态以便联系始、终态（等效模型）。

④关注起点、拐点和终点，分清平台和极值点，比较曲线的斜率，把握曲线的变化趋势，抓住“先拐先平数值大”。

⑤控制变量：当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量之间的关系。

⑥最后检验结论是否正确。

二、常见化学平衡图像归纳：例：对于反应mA (g)+nB (g)pC (g)+qD (g)，若m+n＞p+q且ΔH＞0。

1．v-t图像2．v-p（T）图像3．c-t图像4．c-p（T）图像类型一：速率-时间的图像例1．右图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合．．．．的是（）A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡC．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡD．同一反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等从图像可看出该反应达到平衡态Ⅰ后v正突然增大，v逆当时不变，而后才增大，应该是增大反应物浓度所致。

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。

2020年化学平衡图像专题解析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像。

一、对于化学反应速率的有关图像问题，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)，在速率一时间图上，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，升高温度时，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度时，v(正)突变，v(逆)渐变。

(4)注意终点。

例如在浓度一时间图上，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。

(1)速率—时间的曲线反应2NO2(g)→2NO(g)+O2(g)在一定时间内反应物、产物浓度的变化曲线。

反应物随反应进行浓度在不断减小，生成物浓度却在不断增加。

瞬时速率——浓度随时间的变化率。

瞬时速率只能用作图的方法得到，图1 图2 图3xy xyO看图3：说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？化学平衡向什么方向移动？ 答：正、逆同时反应开始。

平衡向正反应方向移动。

(2)化学反应过程中能量的变化 例如， A + B -C → [A ‥· B ‥· C]* → A -B + C反应物 活化络合物 产物 (始态) (过渡态) (终态)过渡状态又叫活化络合物（activated complex ）催化剂对反应速率的影响：通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间 幂函数性质：如： y 随x 的增大而减小y 随x 的增大而增大二、对于化学平衡的有关图像问题，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，并与勒夏特列原理挂钩。

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。

化学平衡图像题的解题思路和要点摘要：由于化学平衡的图像问题不仅是对学生化学分析能力的考察，也是对学生化学平衡理论素养的考察，因此该类问题是学生感到比较犯难的一类问题。

本文将通过一些实例，对化学平衡问题中常见图像题进行深入的研究。

关键词：化学平衡；图像题；解题思路；要点1化学平衡图像题的解题思路和要点首先，看面。

看清直角坐标系平面中两坐标轴所表示的物理量。

一般纵坐标可以是某物质的百分含量、反应物的转化率、产物的产率、混合气体的平均摩尔质量、反应速率等；横坐标一般为反应时间、温度、压强等。

弄清曲线所代表的物理含义，明确纵坐标所示的物理量随横坐标所示的外界条件变化的趋势。

其次，找点。

把握图像中的特殊点，理解其含义，判断反应的特征或所处的状态。

第一，原点。

根据曲线是否经过原点，可判断反应起始特征。

第二，拐点。

曲线一般是连续光滑的，但出现拐点，说明反应到了一个新的状态，或反应过程中外界条件发生了改变。

第三，交点。

两曲线的交点表示在对应的条件下，纵坐标对应的物理量相等。

第四，线外的点。

在有些图像中，曲线上的点均表示平衡状态，而线外的点即表示非平衡状态。

再次，察线。

主要观察曲线的增减性、斜率、长短高低及连续性。

第一，增减性。

如图1表示某反应物的百分含量随温度的变化关系曲线是减函数，说明温度升高，反应物的百分含量减小，平衡正向移动，从而可判断该反应的正反应是吸热反应。

第二，斜率。

如图2中，正反应速率随压强变化的曲线比逆反应速率随压强变化的曲线斜率大，说明压强增大时，正反应速率的增幅比逆反应速率的增幅大，可判断该反应的正反应方向为气体体积减小方向。

即增大压强平衡正向移动。

第三，线的长短、高低。

如图3表示在不同温度下，转化率随时间变化的曲线，OA对应的线段OA'比OB对应的线段OB'短，说明T1温度时，OA达平衡的时间短，反应速率快，则有T1大于T2，再根据达平衡后T2线高于T1线，判断出温度低，反应物转化率高，该反应正反应为放热反应。

高中化学《化学平衡》类问题的有效的解题方法1、虚拟法———“以退为进”原则虚拟法，就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，提出一种假设，找到一种中间状态，以此为中介(参照物)进行比较，然后再结合实际条件得出结论。

其关键是虚拟出可以方便解题的对象，顺利实现由条件向结论的转化。

1)虚拟“容器”法对于只有一种气体反应物的化学平衡的体系，浓度变化若从压强变化分析更为简单、容易。

如A(g)B(g)+C(g)或A(g)+B(s)C(g)+D(g)，改变A的浓度，平衡移动方向可通过虚拟容器法建立中间状态，然后再从压强变化判断。

例1A、B、C、D为4种易溶于水的物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：A+2B+H2O C+D。

当加水稀释时，平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是________。

解析：可将水虚拟为容器，将A、B、C、D 4种易溶物质虚拟为盛在“水———容器”中的气体物质。

那么，加水稀释，“气体”的体积扩大，压强减小，根据勒夏特列原理，平衡向气体体积增大的方向，即上列平衡的逆反应方向移动。

由此，可以得出结论：溶液稀释时，平衡向溶质粒子数增加的方向移动。

答案：逆；因为稀释后，单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)减小，根据勒夏特列原理，平衡向单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)增加的方向移动。

2)虚拟“状态”法判断化学平衡移动的方向时经常用到以退为进的策略：先得到一个虚拟状态作为中介，然后再恢复到现实状况，进而得出相应的判断。

如根据平衡移动的结果判断平衡移动的方向时，可先虚拟一个中间状态再进行判断，则移动方向不言自明。

例2某温度下，在一容积可变的容器中，反应2X(g)+Y(g)2Z(g)达到平衡时，X、Y和Z的物质的量分别为4mol，2mol和4mol，保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()。

A均减半B均加倍 C均增加1mol D均减少1mol解析：按选项A、B方式投料，平衡与原来等效，不移动。

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。