專項突破（四） 化學(xué)平衡圖像

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1、欄 目 索 引專 項 突 破 四 化 學(xué) 平 衡 圖 像 欄 目 索 引總 綱 目 錄類 型 一 速 率 壓 強 (或 溫 度 )圖 像總 綱 目 錄類 型 二 轉(zhuǎn) 化 率 (或 百 分 含 量 ) 時 間 溫 度(或 壓 強 )圖 像類 型 三 恒 溫 線 (或 恒 壓 線 )圖 像類 型 四 濃 度 時 間 圖 像 欄 目 索 引題 型 特 點知識整合1.解答化學(xué)平衡圖像題的思路 欄 目 索 引題 型 特 點2.化學(xué)平衡圖像題解題技巧(1)先拐先平數(shù)值大:在含量(轉(zhuǎn)化率)時間曲線中,先出現(xiàn)拐點的先達到平衡,表示溫度較高、有催化劑或壓強較大等。(2)定一議二:當圖像中有三個量時,先確定一個量

2、不變,再討論另外兩個量的關(guān)系,有時還需要作輔助線。(3)三步分析法:一看反應(yīng)速率是增大還是減小;二看v 正、v逆的相對大小;三看化學(xué)平衡移動的方向。 欄 目 索 引題 型 突 破分類突破類 型 一 速 率 壓 強 (或 溫 度 )圖 像典例1可逆反應(yīng)mA(g) nB(g)+pC(s) H=Q,溫度和壓強的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個圖像,以下敘述正確的是() A.mn,Q0B.mn+p,Q0 C.mn,Q0D.mn+p,Qv正,平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故H0,即Qv逆,平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),故mn,C正確。 欄 目 索 引題 型 突

3、 破反思歸納(1)上圖表示正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小或吸熱的反應(yīng),圖中交點表示反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。 (2)上圖表示正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大或放熱的反應(yīng)。 欄 目 索 引題 型 突 破類 型 二 轉(zhuǎn) 化 率 (或 百 分 含 量 ) 時 間 溫 度 (或壓 強 )圖 像典例2一定溫度下,在三個容積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) N 2(g)+2CO2(g)。各容器中起始物質(zhì)的量濃度與反應(yīng)溫度如下表所示,反應(yīng)過程中甲、丙容器中CO2的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系如圖所示。容器溫度/K起始物質(zhì)的量濃度/molL -1NO(g) CO(g) N2(g) CO2(g)甲T1 0.

4、10 0.10 0 0乙T 2 0 0 0.10 0.20丙T2 0.10 0.10 0 0 欄 目 索 引題 型 突 破下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.乙容器中反應(yīng)達到平衡時,N 2的轉(zhuǎn)化率小于40%C.達到平衡時,乙容器中的壓強一定大于甲容器中壓強的2倍D.丙容器中反應(yīng)達到平衡后,再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2,此時v正T2(先拐先平),降溫,n(CO2)增加,說明平衡右移,降溫使平衡向放熱反應(yīng)方向移動,推知正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故錯誤;B項,丙中(NO)= 100%=60%,若全部從生成物一邊投料,即開始時投入N 2 0.05 molL-1,CO2

5、 0.10 molL-1,則(N2)=1-60%=40%,而乙中N2為0.10 molL-1,CO2為0.20 molL-1,相當于“加壓”,平衡右移,(N2)減小,使得(N2)乙40%,正確;C項,乙對丙而言,相當于“加壓”,平衡右移,故p乙p丙,所以p乙2p甲,錯誤;D項,丙中:10.12mol2.0 L0.10mol L 欄 目 索 引題 型 突 破 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)c(始)/molL-10.100.10 0 0c(轉(zhuǎn))/molL-10.060.06 0.030.06c(平)/molL-10.040.04 0.030.06K 丙= 42,Qc= 28

6、,Qcv逆,錯誤。22 20.03 0.060.04 0.04 22 20.03 0.110.09 0.04 欄 目 索 引題 型 突 破反思歸納轉(zhuǎn)化率時間溫度(壓強)圖像歸類上圖中A表示某氣態(tài)反應(yīng)物。解答這類圖像題時應(yīng)注意以下兩點: (1)“先拐先平,數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應(yīng)條件的變化。 欄 目 索 引題 型 突 破若為溫度變化引起,溫度較高時,反應(yīng)達平衡所需時間短。如甲中T2T1。若為壓強變化引起,壓強較大時,反應(yīng)達平衡所需時間短。如乙中p1p 2。若為是否使用催化劑,使用適宜催化劑時,反應(yīng)達平衡所需時間短。如丙中a使用了催化劑。(2)正

7、確掌握圖像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法圖甲中,T2T1,升高溫度,A降低,平衡逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。圖乙中,p 1p2,增大壓強,A升高,平衡正向移動,則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。若縱坐標表示A的百分含量,則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。 欄 目 索 引題 型 突 破類 型 三 恒 溫 線 (或 恒 壓 線 )圖 像典例3 (2019四川理綜,6,6分)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始 =Z,在恒壓下,平衡時CH4的體積分數(shù)(CH 4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是() 2 4(H

8、)(CH )n On 欄 目 索 引題 型 突 破A.該反應(yīng)的焓變H0B.圖中Z的大小為a3bC.圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中 =3D.溫度不變時,圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后(CH 4)減小答案A 2 4(H )(CH )n On解析A項,根據(jù)圖像可知,溫度升高,(CH4)減小,說明平衡右移,則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的焓變H0,故正確;B項,溫度一定時,Z增大,平衡右移,(CH4)減小,則a33,故錯誤;D項,加壓后X點對應(yīng)的平衡左移,(CH4)增大,故錯誤。2 4(H )(CH )n On2 4(H )(CH )n On 欄 目 索 引題 型 突 破反思歸納恒溫(壓)線特點及解題技巧1.特點

9、:該類圖像的縱坐標為反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()或物質(zhì)的平衡濃度(c),橫坐標為溫度(T)或壓強(p),常見類型有(如下圖所示): 2.解題技巧:采用“定一議二”法,即把自變量(溫度、壓強)之一設(shè)為恒量,討論另外兩個量的關(guān)系。 欄 目 索 引題 型 突 破類 型 四 濃 度 時 間 圖 像典例4 (2019安徽理綜,11,6分)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g) 2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),下圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N 2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是() 欄

10、目 索 引題 型 突 破A.溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=B.溫度T下,隨著反應(yīng)的進行,混合氣體的密度減小C.曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑D.若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的H0,D項不正確。對點訓(xùn)練20 1214( )c cc 欄 目 索 引題 型 突 破1.(2019湖北武漢4月調(diào)研)一定溫度下,密閉容器中進行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0。測得v正(SO2)隨反應(yīng)時間(t)的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是() A.t2時改變的條件是:只加入一定量的SO2B.在t1時平衡常數(shù)K1大于t3時平衡常數(shù)K3 欄 目 索 引題 型 突 破C.t1時

11、平衡混合氣的大于t3時平衡混合氣的D.t1時平衡混合氣中SO3的體積分數(shù)等于t3時平衡混合氣中SO3的體積分數(shù)1M 3M答案D t 2時,v正(SO2)突然增大,且達到平衡后速率恢復(fù)至原來的速率,如果只加入一定量的SO2,達到新的平衡后,速率應(yīng)大于原來的速率,A錯誤;t1、t3時刻的兩個平衡狀態(tài)相同,平衡常數(shù)相等,各物質(zhì)的百分含量相同,平均摩爾質(zhì)量相同,故B、C錯誤,D正確。 欄 目 索 引題 型 突 破2.在1 L密閉容器中放入0.1 mol X,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):X(g)Y(g)+Z(g) HL1 C.反應(yīng)速率:v(M)v(N)D.平衡常數(shù):K(M)K(N)D 欄 目 索 引題 型 突

12、 破答案DA項,升高溫度,平衡逆向移動,H2的平衡轉(zhuǎn)化率()減小,故X表示溫度;B項,相同溫度時,壓強越大,H2的平衡轉(zhuǎn)化率()越大,故L2L1;C項,壓強越大,反應(yīng)速率越快,故v(M)v(N);D項,溫度相同,平衡常數(shù)相同。 欄 目 索 引題 型 突 破4.CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,用于生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為:CH4(g)+3CO2(g) 2H2O(g)+4CO(g) H=+330 kJ/mol。下圖表示初始投料比n(CH 4) n(CO2)為1 3或1 4時,CH4的轉(zhuǎn)化率在不同溫度(T1、T2)下與壓強的關(guān)系。(注:投料比用a1、a2表示) 欄 目 索 引題 型 突 破(1)a2= 。(2)判斷T1與T2的大小關(guān)系,并說明理由: 。答案(1)1 4(2)T 2T1;正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大解析(1)相同條件下,投料比越小,甲烷的轉(zhuǎn)化率越大,故a2=1 4。(2)因正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,故T2T1。 欄 目 索 引題 型 突 破