学年高考化学专题复习：化学平衡图像的分析

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。

提升关键能力
1.某温度下，分别向10.00 mL 0.1 mol·L－1的KCl和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L－1AgNO3 溶液，滴加过程中－lg c(M)(M为Cl－或 CrO24－ )与AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图 所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是 A.曲线L1表示－lg c(Cl－)与V(AgNO3)的变化关系 B.M 点溶液中：c(NO3－)>c(K＋)>c(Ag＋)>c(H＋)>c(OH－) C.该温度下，Ksp(Ag2CrO4)＝4.0×10－12
√D.相同实验条件下，若改为0.05 mol·L－1的KCl和K2CrO4
溶液，则曲线L2中N点移到Q点
KCl和硝酸银反应的化学方程式为KCl＋AgNO3=== AgCl↓＋KNO3，铬酸钾和硝酸银反应的化学方程式 为 K2CrO4 ＋ 2AgNO3===Ag2CrO4↓ ＋ 2KNO3 ， 根 据 反应化学方程式可知在相同浓度的KCl和K2CrO4溶液 中加入相同浓度的硝酸银溶液，氯离子浓度减小的 更快，所以L1代表的是－lg c(Cl－)与V(AgNO3)的变 化关系，故 A正确； M 点加入的硝酸银溶液体积是 15 mL，根据反应的化学方程式可知，生成 0.001 mol
硝酸钾和 0.001 mol 氯化银，剩余 0.000 5 mol 硝酸银，则 c(NO－ 3 )>c(K＋)>c(Ag＋)，银
离子水解使溶液显酸性，则 c(H＋)>c(OH－)，所以 M 点溶液中，离子浓度大小顺序为
c(NO－3 )>c(K＋)>c(Ag＋)>c(H＋)>c(OH－)，故 B 正确；
由图可知常温下，饱和 Ca(OH)2 溶液中当 c(Ca2＋)＝10－3 mol·L－1 时，c(OH－)＝10－2 mol·L－1，Ksp[Ca(OH)2]＝10－7，c 点当 c(Ca2＋) ＝10－6 mol·L－1 时，c(WO24－)＝10－4 mol·L－1，Ksp(CaWO4)＝10－10， 则 Ksp(CaWO4)＜Ksp[Ca(OH)2]，A 正确； CaO与水反应，生成Ca(OH)2，反应放热温度升高，溶解度变小，析出Ca(OH)2， 仍为饱和溶液，但溶剂减少，则Ca2＋数目减少，B错误；

热点专项练11 化学平衡图像及分析1.(湖南邵东创新实验学校第二次月考)在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 mol CO,控制在不同温度下发生反应:5CO(g)+Fe(s)Fe(CO)5(g),当反应进行到5 min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。

下列说法一定正确的是( )A.正反应为吸热反应,平衡常数K(T1)>K(T2)B.反应进行到5 min时,a容器中v(正)=v(逆)C.b中v(正)大于a中v(逆)D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率:b>c>a2.(湖南长沙明德中学三模)在恒压、H2和CO2的起始浓度一定的条件下,用不同Mg含量的催化剂Ni/g含量越大)催化反应相同时间,测得不同温度下反应:4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)中CO2的转化率如图所示。

下列说法正确的是( )A.反应4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)的ΔH>0B.延长W点的反应时间可提高CO2的转化率C.相同条件下催化剂中Mg的含量越高催化效率越高D.在反应未达到平衡时,使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率3.(江苏扬州考前调研)燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO),可通过主反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 627.7 kJ·mol-1除去。

温度高于300 ℃时会发生副反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904.74 kJ·mol-1。

在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下,反应相同时间,NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。

下列有关说法一定正确的是( )A.升高温度、增大压强均可提高主反应中NO的平衡转化率B.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-180.74 kJ·mol-1C.图中X点所示条件下,反应时间足够长,NO的转化率能达到Y点的值D.图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动4.(湖南邵东一中第二次月考)二氧化碳加氢合成二甲醚(CH3OCH3)具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

授课主题化学平衡常数、转化率及反应方向的推断教学目的能够写出化学平衡常数的表达式；可以计算出物质的平衡转化率；教学重难点推断反应是否达到平衡状态；反应物平衡转化率的变更推断；焓变、熵变及化学反应方向的关系教学内容本节学问点讲解1．化学平衡常数（1）定义在肯定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。

（2）表达式对于一般的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K=(C)(D) (A)(B)p qm nc cc c⋅⋅。

（3）应用①推断反应进行的限度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。

K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。

K <10−510−5~105>105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全②推断反应是否达到平衡状态化学反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)在随意状态时，浓度商均为Q c=(C)(D) (A)(B)c da bc cc c⋅⋅。

Q c>K时，反应向逆反应方向进行；Q c=K时，反应处于平衡状态；Q c<K时，反应向正反应方向进行。

③利用平衡常数推断反应的热效应若上升温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若上升温度，K值减小，则正反应为放热反应。

2．转化率对于一般的化学反应：a A＋b B c C＋d D，达到平衡时反应物A的转化率为α(A)＝A AA的初始浓度－的平衡浓度的初始浓度×100％＝0(A)(A)(A)c cc×100％［c0(A)为起始时A的浓度，c(A)为平衡时A的浓度］反应物平衡转化率的变更推断推断反应物转化率的变更时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视详细状况而定。

常见有以下几种情形：反应类型条件的变更反应物转化率的变更有多种反应物的可逆反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g) 恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m+n>p+q反应物A和B的转化率均增大m+n<p+q反应物A和B的转化率均减小m+n=p+q反应物A和B的转化率均不变只有一种反应物的可逆反应m A(g)n B(g)+p C(g) 增加反应物A的用量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m>n+p反应物A的转化率增大m<n+p反应物A的转化率减小m=n+p反应物A和B的转化率不变3.化学反应进行的方向一、自发过程1．含义在肯定条件下，不须要借助外力作用就能自动进行的过程。