高考化学小题精练系列专题34化学平衡图像(含解析)
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化学平衡常见图像分析集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]化学平衡常见图像分析化学平衡图像问题的综合性强,思维难度大,是许多学生感到困难的题型之一。
化学平衡图像题的特征是以图像的形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问题,旨在考查学生对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解和运用能力。
一、化学平衡常见图像及其分析图像I:图像分析:(1)若a、b无断点,则平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。
(2)若a、b有断点,则平衡移动可能是由于以下原因所导致:①同时不同程度地改变反应物(或生成物)的浓度;②改变反应体系的压强;③改变反应体系的温度。
(3)若平衡无移动,则可能是由于以下原因所导致:①反应前后气体分子个数不变;②使用了催化剂。
(4)若在的上方,即平衡向正反应方向移动;若在的上方,即平衡向逆反应方向移动。
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达到平衡的时间。
(2)由达到平衡的时间长短,推断与、与的相对大小(对于此图像:、)。
(3)由两平衡时,不同p、T下的量的变化可判断纵坐标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,观察分析图中所示各物理量随压强p(或温度T)的变化结果。
(2)关键是准确判断所作垂线与原温度(或压强)曲线的交点的纵坐标。
(3)y可以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)升高,反应速率加快,产物的浓度增大或反应物的转化率增大。
(3)温度段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果。
二、解答化学平衡图像问题的技巧在解答化学平衡图像问题时,要注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,先出现拐点的,则先达到化学平衡状态,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,再讨论另外两个量的关系(因为化学平衡移动原理只适用于外界“单因素”的改变,导致的平衡移动的分析),即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(通常作一条横坐标的垂线),讨论横坐标与曲线的关系。
2020年高考一轮复习题型突破有“拐点”的图像有关“拐点”图像的分析方法同一可逆反应,若反应条件不同,达到平衡所用的时间也可能不同,反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。
图像中先出现“拐点”的反应先达到平衡,即反应所处的外界条件(温度、压强、浓度)相对要高一些,或者是加入了催化剂。
1.速率—压强(或温度)图像曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。
如图7-27-5中交点A是平衡状态,压强增大,正反应速率增大得快,平衡移动。
2.转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像已知不同温度或压强下,反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关规律小结方法技巧系曲线,推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。
[以a A(g)+b B(g)c C(g)中反应物的转化率αA为例说明]正确掌握图像中反应规律的判断方法①图甲中,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡逆向移动,正反应为反应。
②图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正向移动,则正反应为反应。
③图丙中,a表示使用了或(气体分子数反应前后相等的可逆反应)。
注意:若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为气体体积增大的反应。
3.恒温线(或恒压线)图像已知不同温度下的转化率-压强图像或不同压强下的转化率-温度图像,推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。
[以反应A(g)+B(g)C(g)中反应物的转化率αA为例说明]解答这类图像题时应注意以下两点:(1)“定一议一”原则:可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。
如甲中任取一条温度曲线研究,压强增大,αA增大,平衡正向移动,正反应为气体体积减小的反应,乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线,也能得出结论。
化学平衡图像高考真题化学平衡作为高考化学中的一个重要内容,一直是考试中的难点之一。
其中,常常会涉及到化学平衡的图像表达。
通过图像,我们可以更直观地理解化学反应中各种物质的含量变化,从而更好地解决相关问题。
下面就以高考真题为例,来分析化学平衡图像的相关知识。
在一道高考真题中,题目描述了如下化学反应:\[2A + B \rightleftharpoons 3C + D\]并要求根据该反应写出平衡常数表达式,并利用图像表示该反应的化学平衡。
首先,我们知道平衡常数(Kc)的表达式为:\[Kc = \frac{{[C]^3 [D]}}{{[A]^2 [B]}}\]根据上述反应式,我们可以得知,在达到化学平衡时,反应物A和B与生成物C和D的摩尔比为2:1:3:1。
因此,在图像中我们可以通过不同长度的线段,分别表示反应物A和B的浓度,以及生成物C和D 的浓度。
接着,我们可以将该反应表示成图像形式。
在横轴上,我们表示出反应物A和B的初始浓度以及生成物C和D的初始浓度。
在纵轴上,表示各物质的浓度变化。
通过画出不同颜色的线段,分别代表不同物质的浓度变化,并在适当的位置标出各种物质的浓度比例。
通过这样的图像表达,我们可以清晰地看到在达到化学平衡时,反应物和生成物的浓度变化情况,以及它们之间的比例关系。
这样不仅有助于我们更直观地理解化学平衡的概念,也能帮助我们更好地解答相关问题。
综上所述,化学平衡的图像表达在高考化学中起着重要作用。
通过图像,我们可以更直观地理解化学反应中各物质的浓度变化,从而更好地掌握相关知识,并更好地应对考试中的问题。
希望同学们在备战高考时能够充分利用图像表达,提升化学学科的学习效果。
化学平衡图像专题(超详细版)化学平衡是化学反应中一个非常重要的概念,它描述了在封闭系统中,反应物和物之间的动态平衡状态。
在化学平衡状态下,反应物和物的浓度保持不变,尽管反应仍在进行。
为了更好地理解和应用化学平衡原理,我们可以通过图像来直观地展示和解释这一概念。
一、化学平衡图像概述1. 反应物和物浓度随时间变化的曲线图2. 反应速率随时间变化的曲线图3. 平衡常数与温度、压力等条件的关系图二、反应物和物浓度随时间变化的曲线图在化学平衡图像中,反应物和物浓度随时间变化的曲线图是最常见的一种。
这种图像可以清晰地展示出反应物和物在反应过程中的浓度变化趋势,以及它们何时达到平衡状态。
1. 反应物浓度随时间变化的曲线图:在反应初期,反应物浓度较高,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低。
当反应达到平衡状态时,反应物浓度不再变化,形成一条水平直线。
2. 物浓度随时间变化的曲线图:在反应初期,物浓度较低,随着反应的进行,物浓度逐渐升高。
当反应达到平衡状态时,物浓度不再变化,形成一条水平直线。
3. 反应物和物浓度随时间变化的曲线图:将反应物和物浓度随时间变化的曲线图叠加在一起,可以更直观地展示它们之间的浓度关系。
在平衡状态下,两条曲线会相交,形成一个平衡点。
三、反应速率随时间变化的曲线图反应速率随时间变化的曲线图可以展示出反应速率在反应过程中的变化趋势,以及它如何受到反应物浓度、温度、压力等条件的影响。
1. 反应速率随时间变化的曲线图:在反应初期,反应速率较快,随着反应的进行,反应速率逐渐降低。
当反应达到平衡状态时,反应速率不再变化,形成一条水平直线。
2. 反应速率与反应物浓度的关系图:反应速率通常与反应物浓度成正比,即反应物浓度越高,反应速率越快。
当反应物浓度达到一定值时,反应速率达到最大值,不再随反应物浓度变化。
3. 反应速率与温度的关系图:反应速率通常与温度成正比,即温度越高,反应速率越快。
这是因为温度升高,反应物分子运动加快,碰撞频率增加,从而提高反应速率。
高中化学高考总复习---化学平衡图像知识讲解及巩固练习题(含答案解析)【高考展望】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。
【方法点拨】一、解答化学平衡图像题的一般方法:【高清课堂:ID:363520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。
专题34 化学平衡图像(满分42分时间20分钟)姓名:班级:得分:1.在密闭容器中,反应2X(g)+ Y 2(g) 2XY(g)△H<0,达到甲平衡。
在仅改变某一条件后,达到乙平衡,下列分析正确的是A.图I中,甲、乙的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2B.图Ⅱ中,平衡状态甲与乙相比,平衡状态甲的反应物转化率低C.图Ⅱ中,t时间是增大了压强D.图Ⅲ是反应分别在甲、乙条件下达到平衡,说明乙温度高于甲【答案】D考点:考查化学平衡图像分析。
2.如图是关于反应A2(g)+B2(g) 2C(g)+D(g) △H<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是A .温度、压强不变,充入一些A 2(g)B .压强不变,降低温度C .压强、温度不变,充入一些与之不反应的惰性气体D .升高温度,同时加压 【答案】A【考点定位】考查化学反应速率与化学平衡【名师点晴】该题的难点是压强对平衡状态的影响,特别是“惰性气体”对化学平衡的影响:①恒温、恒容条件:原平衡体系−−−−→−充入惰性气体体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。
②恒温、恒压条件:原平衡体系−−−−→−充入惰性气体容器容积增大,各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压),平衡向气体体积增大的方向移动。
3.在某容积一定的密闭容器中,有下列的可逆反应:A (g)+B (g)xC (g),有图Ⅰ所示的反应曲线,试判断对图Ⅱ的说法中正确的是(T 表示温度,P 表示压强,C%表示C 的体积分数)A .P 3>P 4,y 轴表示B 的转化率 B .P 3<P 4,y 轴表示B 的体积分数C .P 3<P 4,y 轴表示混合气体的密度D .P 3<P 4,y 轴表示混合气体的平均摩尔质量 【答案】A【考点定位】考查化学平衡图象【名师点晴】本题旨在考查学生对化学平衡图象的理解.解答这类图象题,首先要“译”出其化学含义。
由于勒夏特列原理只适用于“单因素”(浓度或温度或压强)改变,分析时应固定一个物理量,分析另一物理量对纵坐标的影响。
4.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g), C物质的浓度(c%)与温度、压强的关系如图所示。
下列判断正确的是()A.△H<0、△S>0 B.△H>0、△S<0C.△H>0、△S>0 D.△H<0、△S<0【答案】A【解析】试题分析:根据图像可知当压强不变时C的含量随温度的升高而降低,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,则正反应是放热反应,即△H<0;当温度不变时,增大压强,C的含量降低,这说明增大压强平衡逆反应方向进行,因此正反应是体积增大的可逆反应,即△S>0,答案选A。
【考点定位】考查可逆反应图像分析【名师点晴】有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点,在审题时要注意定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。
5.已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应。
若反应物【答案】C考点:考查外界条件对化学平衡的影响、图像分析6.在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应:2X(g) +Y(g)3Z(g) △H<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是A.升高温度,平衡常数增大B.W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率C.Q点时,Y的转化率最小D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大【答案】B考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响及图像分析7.反应A(?)+aB(g)C(g)+2D(g)(a为正整数)。
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)的关系如图所示,下列说法错误的是A.若a=2,则A为液态或固体B.该反应的正反应为放热反应C.T2>T1,p2>p1D.其它条件不变,增加B的物质的量,平衡正向移动,平衡常数K增大【答案】D【解析】试题分析:A.根据图2,压强变大,C的百分含量减小,平衡向左移动,所以反应前气态物质的化学计量数之和小于反应后气态物质的化学计量数之和,即若a=2,则A为液态或固体,A 正确;B.根据图1,温度升高,C的百分含量减小,平衡向左移动,所以该反应为放热反应,B 正确;C.根据图1,T2时反应时间短,速率快,所以T2>T1;根据图2,P2时反应时间短,速率快,所以 P2>P1,C正确;D.K与反应物的量无关,只受温度的影响,所以其他条件不变,增加B的物质的量,平衡常数K不变,D错误;答案选D。
【考点定位】本题考查外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响【名师点晴】解答时要注意浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况:(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对平衡基本无影响。
(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,因此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。
(3)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似。
8.有一化学平衡:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(如下图)表示的是转化率与压强、温度的关系。
分析图中曲线可以得出的结论是A.正反应吸热:m+n>p+q B.正反应吸热:m+n<p+qC.正反应放热:m+n>p+q D.正反应放热:m+n<p+q【答案】A考点:考查平衡图像分析9.一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。
设起始24() ()n H On CH=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示,下列说法正确的是A.该反应的焓变△H>0B.图中Z的大小为 a>3>bC.图中X点对应的平衡混合物中24 () ()n H On CH=3D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小【答案】A【解析】试题分析:A.由图可知,随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小,说明升温平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即焓变△H>0,故A正确;B.由图可知,以24()()n HOn CH=3时作比较,增大水蒸气的物质的量,平衡正向移动,则24()()n H On CH的比值越大,则甲烷的体积分数越小,故a<3<b,故B错误;C.起始加入量的比值为3,但随着反应的进行,升高温度平衡正向移动,甲烷和水是按等物质的量反应,所以到平衡时比值不是3,故C错误;D .温度不变时,加压,平衡逆向移动,甲烷的体积分数增大,故D错误;故选A。
【考点定位】考查化学平衡的影响因素【名师点晴】本题考查化学平衡移动原理及应用,为高频考点,把握平衡移动的因素、图象分析等为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意平衡移动原理的理解,选项B为解答的难点。
10.下列图像能正确地表达可逆反应3A(g) + B(g)2C(g)(△H<0)的是( )【答案】D【考点定位】考查化学图像的分析与判断。
【名师点睛】本题考查化学图像的分析与判断。
对于可逆反应3A(g)+B(g)2C(g)△H <0,反应放热,升高温度,正、逆反应速率都增大,逆反应速率增大更多,平衡向逆反应方向移动,则C%降低,A%增大,A的转化率降低。
反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和,增大压强,平衡向正反应方向移动,则C%增大,A%降低,A的转化率增大。
11、已知反应:CO(g) +3H2 (g) .CH4 (g)+H2O(g)。
起始以物质的量之比为1:1充人反应物,不同压强条件下,H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为)。
下列有关说法正确的是()A.上述反应的△H<0B.N点时的反应速率一定比M点快C.降低温度,H2的转化率可达到100%D.工业用此法制取甲烷应采用更高的压强【答案】A考点:考查勒夏特列原理、可逆反应、影响化学反应速率的因素等知识。
12.一定条件下合成乙烯6H 2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法正确的是A.生成乙烯的速率:V(M)>V(N)B.平衡常数K M<K NC.催化剂可能会影响CO2的平衡转化率D.若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,则图中M点时,CO2的体积分数约为15.4%【答案】D所以有6H 2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) 开始 3 1 0 0 转化 1.5 0.5 0.25 1 平衡 1.5 0.5 0.25 1所以CO2的体积分数为1.50.50.0.1525+++×100%=15.4%,故D正确;故选D。
考点:考查了化学平衡图像的相关知识。
13. 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。
由图可得出的正确结论是A. 反应在c点达到平衡状态B. 反应物浓度:a点小于b点C. 反应物的总能量低于生成物的总能量D. △t1=△t2时,SO2的转化率: a~b段小于b~c段【答案】D考点:考查化学反应速率图像分析14.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如图所示。
下列判断正确的是A.溶液酸性越强,R 的降解速率越小B.R的起始浓度越小,降解速率越大C.在0~50 min之间,pH=2和PH=7时R的降解百分率相等D.在20~25 min之间,pH=10 时R的平均降解速率为0.04 mol·L-1·min-1【答案】C考点:考查了化学反应速率的影响因素的相关知识。