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![14、陈焕萍：化学平衡图像专题[1]](https://uimg.taocdn.com/85097ce181c758f5f61f67e2.webp)
化学平衡图像专题研究湖北省武昌实验中学陈焕萍教学设想化学反应速率和化学平衡的有关概念和理论具有一定的抽象性，运用各种图像能直观地反映可逆反应的变化规律及特点，能从定性和定量两方面来分析和研究变化的因素、方向和程度。
因此，“化学平衡图像专题”在新课教学及高三复习中常作为该部分知识的突破口，也是高考考查知识和能力的热点。
化学平衡图像题，从知识载体的角度看：其一是判断化学平衡特征；其二是应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三是逆向思维，根据图像判断可逆反应的有关特征；其四是综合运用速率与平衡知识进行有关计算。
从考查图像的主要类型看：第一类，是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类，是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类，是反应物或生成物的物质的量（或浓度或质量分数）与时间关系的图像。
有关化学平衡图像的试题涉及知识面广，既要考虑化学反应速率的大小、影响因素，又要考虑化学平衡的移动、反应物的转化等；灵活性大，题目大多注重对知识的综合应用能力和分析判断能力。
化学平衡图像将数字知识和化学平衡理论融为一体，体现了中学各学科间渗透、综合的意图。
尽管近几年这类试题在理综考试中出现不多，但仍然是培养学生分析判断能力的重要题型，在复习中要引起足够重视。
教学目标1、知识与技能：掌握用图像表示外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响的方法，学会认识常见的平衡曲线图,能从图像的变化中判断出平衡移动的方向，学会根据图像变化推测外界条件的变化。
2、过程与方法：通过对几种典型的化学平衡图像分析，掌握化学反应速率及化学平衡的影响因素及其影响结果，学会分析化学平衡图像题的一般方法。
3、情感态度与价值观：学会理论联系实际，将抽象的理论原理应用于具体的图像分析中。
将数字知识和化学平衡理论融为一体，提高逻辑推理能力。
教学重点归纳有关化学平衡图像的知识规律教学难点熟悉掌握化学平衡图像题的解题技巧教学方法分析探讨归纳技巧形成能力教学用具多媒体辅助教学教学过程学案A 的转化率一、常见的化学平衡图像 （对于反应mA(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)）探究1 某量——温度或压强图像已知 m A （g ）+ n B （g）x C （g ），判断正反应是放热反应还是吸热反应？变一变：若将纵坐标改为 等，情况如何？探究2 某量——温度或压强—— 时间图像已知 m A （g ）+ n B （g） x C （g ）1、拐点（平台）的含义？2、P 1与P 2的大小如何？判断的依据是什么？[追问]3、反应前后气体体积是增大？缩小？还是不变？讨论：2、对于热化学方程式:2SO 3(g) 2SO 2(g)+O 2(g)(正反应是吸热反应)描述有如下四个图像,其中正确的是(y 轴表示SO2的含量)A ．B C D 探究3 某量——温度—— 压强图像A转化率有一化学平衡mA(g)+nB(g) PC(g)+qD(g),下图表示的是转化率与压强、温度的关系。
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。
专题复习十二——化学平衡中图像分析和应用班级：___________________姓名：_____________________学号：_________________ 一、v —t 图、n —t 图、c —t 图讨论：一定条件下，可逆反应2SO 2(g)+O 2(g)2 SO3 (g)+ Q (Q ＞0），在t 1达到平衡，t 2增大SO 2浓度， t 3达到平衡，t 4分离出SO 3，t 5达到平衡，t 6缩小体积，t 7达到平衡，t 8升高温度，t 9达到平衡，t 10加催化剂。
1、画出反应的在速率—时间图（v —t 图）：2、画出反应中O 2和SO 3物质的量—时间图（n —t 图）：3、画出反应中O 2浓度—时间图（c —t 图）：4、上图中t 1、t 3、t5、t 7、t 9时反应达到平衡，比较各平衡时间段K 值的大小。
由图可知各平衡时间段中O 2转化率最大是在那个时段？tv tnt c (O 2)归纳一：如何分析v—t图、n—t图、c—t图？比较n—t图和c—t图的异同。
反馈：下列各图中平衡移动的条件可能是什么？反应3A(g)+B(g) 2C(g) 在某一时间段中反应速率与反应过程的关系，推断t2、t4、t6分别改变什么条件？根据右图，反应的化学方程式是什么？t2时改变的条件是什么?二、图像的应用练习：由下列各图，你可以得到关于化学反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g)的哪些信息？归纳：如何根据不同曲线图（1）确定平衡点（2）判断化学反应热效应（3）比较反应速率快慢、温度高低、压强大小？反馈一：已知可逆反应：aA ＋bBcC ，物质的质量分数A ％和C ％随温度的变化曲线如图所示，可以从右图中得到关于反应的哪些信息？反馈二：反应N 2O 4（g ）2NO 2（g ），在温度为T 1、T 2时，平衡体系中NO 2的体积分数随压强变化曲线如图所示。
完成以下问题：（1）比较：A 、C 两点的反应速率：_________________A 、B 两点气体的颜色：_________________A 、D 两点气体的平均相对分子质量：__________________（2）反应的热效应为：Q ______ 0（3）t 1℃时，E 点正逆反应速率大小：___________________，若要由E 点达到C 点平衡状态，可采取的操作为________________。
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。
化学平衡图像【学习目标】认识化学平衡典型图像【学习重点】图像题的解题方法【学习过程】一、对标导学改变条件，化学平衡移动时，转化率、产率、百分含量如何变化？二、自学静悟反应条件对化学平衡的影响（注明：只改变一个外界条件）1.温度升高，平衡向移动，降低温度，平衡向移动2.若增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向移动；减少反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向移动。
3.对于反应前后气体体积改变的反应，压缩体积增大压强，平衡向的方向移动，扩大体积减小压强，平衡向的方向移动；对于反应前后气体体积不变的反应，改变压强，化学平衡移动4.催化剂使化学平衡移动!但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间。
三、合作探究（一）转化率（或产率、百分含量等）-时间图象例1 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q右图1所示，该反应为（吸热，放热）反应看图技巧：先拐先平数值大物质产率——时间曲线例2 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)右图2所示，该反应为（吸热，放热）反应百分含量——时间图像例3 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)右图3所示回答问题：1.P1与P2的相对大小2. m+n 与p+q 的大小图3图1图2变式练习1 可逆反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g)。
反应中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度（T）和压强（P）的关系如上图，根据图中4曲线分析，判断下列叙述中正确的是（）A. 达到平衡后，若使用催化剂，C的质量分数增大B. 化学方程式中一定有n＞p+qC. 平衡后，增大A的量，有利于平衡正向移动D. 平衡后，若升高温度，则平衡向逆反应方向移动（二）百分含量（转化率或产率）—压强—温度曲线例4 已知：m A(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q如右图5所示，判断m+n p+q ΔH 0看图技巧：图象中有三个量时，“定一议二”变式练习2 m A(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q 如右图6所示，判断m+n p+q ΔH 0（三）由速率-压强(温度)图像例5 下列反应符合右图7 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.CO2(g)+C(s) 2CO(g)看图技巧：找平衡点（V正=V逆）变式练习3 下列反应符合下图8 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＜0 D．2CO(g) CO2(g)＋C(s)；ΔH＜0图5图6图7图4图8（四）百分含量（转化率或产率）——压强（温度）平衡图像 例6 mA(s)+nB(g) qC(g)；ΔH<0的可逆反应，在一定温度下的密闭容器中进行，平衡时B 的体积分数V(B)% 与压强(P)关系如右图9所示，下列叙述正确的是( ) A ．m+n<q B ．n>q C ．X 点时的状态，V 正 > V 逆D ．X 点比Y 点混和物的正反应速率慢 变式练习4 2NO ＋O 22NO 2 ΔH=Q (Ｑ＜0)右图10中的曲线是表示其他条件一定时,反应中NO 的 转化率与温度的关系曲线，图中标有a 、b 、c 、d 四点， 其中表示未达到平衡状态，且v(正)＞v(逆)的是( ) A. a 点 B. b 点 C. c 点 D. d 点（五）物质的量（浓度）——时间图像例7 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右图14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/L C ．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)看图技巧:1．物质的量(浓度)减少的是反应物，增加的是生成物，前后量不变的是催化剂 2．转化量之比=化学计量数之比，可求知反应方程式的化学计量数 3．反应一段时间后各物质的量保持不变且都大于零，则是可逆反应（六）其他图像举例 例8 对于反应 xA(g)＋B(s)yC(g) ＋ D(s)A 的百分含量与外压强如图12的关系， (温度不变)则：(1) P 点左面曲线表示为_________ (2) X(＜、＝、＞)_____Y ，其理由是： 看图技巧：可逆反应的最大程度即化学平衡状态 (1)看图象：①看面(如：纵坐标与横坐标的意义)①看线(如：线的走向和变化趋势、斜率) ①看点(如：起点、拐点、交点、终点) ①做辅助线(如：等温线、等压线、平衡线等)(2)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，得出图像中的隐含信息。
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专题22 平衡图像专练1．二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2，具有无毒、无刺激性等优点。
回答下列问题：(1) CH3OCH3和O2发生反应I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g) △H已知：CH3OCH3(g) CO(g)+H2(g)+CH4(g) △H1CH4 (g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O (g) △H2H 2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) △H3①保持温度和压强不变，分别按不同进料比通入CH3OCH3和O2，发生反应I。
测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。
当n(O2)/n(CH3OCH3)＞0.6时，H2的体积百分含量快速降低，其主要原因是____(填标号)。
A．过量的O2起稀释作用B．过量的O2与H2发生副反应生成H2OC ．n(O2)/n(CH3OCH3)＞0.6平衡向逆反应方向移动(2)T℃时，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应II：CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)，测得容器内初始压强为41.6 kPa，反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。
①t=400 s时，CH3OCH3的转化率为____(保留2位有效数字)；反应速率满足v(CH3OCH3)=kP n(CH3OCH3),k=_____s-1；400 s时v(CH3OCH3)=_____kPa．s-1。
2．中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。
（1）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_____________。
（2）在400 ℃时，向初始体积1 L的恒压反应器中充入1 molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。
