化学平衡图像

高考化学复习-化学平衡图像问题详解

在教辅资料或模拟题中经常会出现下列经典图像对于化学反应

mA(g)＋nB(g)＝pC(g)＋qD(g)

图1 图2

设置的问题及解释如下：

M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。

思考M点一定就是平衡点吗？M点后一定是平衡移动吗？先来看几道高考题：

1、（2019江苏）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是

A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0 B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率

D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000

【思考】最高点是平衡点吗？分析实线和虚线变化的原因是什么？从题目信息可以看出，最高点不是平衡点，相同时间，转化率减低，可能是催化剂降低活性（注意区别失活与减低活性）

【答案】BD【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确；故选BD。

高三化学集体备课稿

主备课人：陈敬 时间：2016年12月21日

上周集体备课的效果和落实情况比较好，学生对知识点的掌握良好，重难点能理解到位。

课时安排： 由于下周进行考试，用1～2课时讲解基础知识，1课时评讲习题`

本周集体备课内容是：

化学平衡图像专题

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。

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V正在V逆的上方，即平衡向正反应方向移动；若V逆在V正的上方，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P1与P2、T1与T2的相对大小（对于此图像：P1＞P2、T1＜T2）。

（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 - 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：一看面（即横坐标和纵坐标的意义），二看线（即线的走向和变化趋势），三，看点（即起点、折点、交点和终点），四看要不要做辅助线（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。

二个原则：

⑤先拐先平—数值大 原则： 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 原则： 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。

一、选择题（本题包括35小题，每小题2分，共70分。每小题有一个或两个选项符合题意。）

1．一定温度下，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．反应开始时10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L

C．反应开始时10s，Y的转化率为79.0%

D．反应的化学方程式为：X(g)＋ Y(g)Z(g)

化学平衡图像 教学目标：理解化学平衡移动图像问题

知识梳理

一、速率—时间图

图像

t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低

适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应

压强 增大 减小 增大 减小

适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应

二、浓度—时间图：此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A(g)＋B(g)AB(g)反应情况如图所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，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。

三、含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数；B%指反应物的质量分数)

(a用催化剂，b不用催化剂)

(T2＞T1，正反应为吸热反应，即ΔH＞0) (T2＞T1，正反应为放热反应，即ΔH＜0)

(p1＞p2，正反应为气体体积减小的反应) (p1＞p2，正反应为气体体积增大的反应)

四、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)，常见类型如下所示：

五、其他：如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出1、2、3、4四个点，表示v(正)＞v(逆)的点是3，v(正)＜v(逆)的点是1，2、4点表示v(正)＝v(逆)。

知识理解---重难点突破

●知识理解一、速率—时间图

★例题1-1．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，一定条件下在某密闭容器中达到平衡，t1时改变某一条件，化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是（ ）

A．t1时改变某一条件，平衡将向逆反应方向移动

B．维持压强不变，t1时升高反应体系温度

C．维持温度不变，t1时扩大反应体系体积

D．维持温度、压强不变，t1时充入SO2(g)