解化学平衡图像题的技巧.doc

解化学平衡图像题的技巧图像题是化学平衡中的常见题型，是勒夏特列原理等化学平衡知识在直角坐标系中的反应，同时它又是化学平衡的重点、难点、学生的疑惑点、失分点。怎样解决有关图像问题呢？下面将举例讨论。一、图像题的一般解题思路这类题目是铁路自变量X（时间、温度、压强等）与函数值Y（如物质的量、浓度、质量分数、转化率等）之间的关系，因此要运用数学方法解决此类题目。1、弄清横坐标和纵坐标的意义。2、弄清图像上点的意义，特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义。3、弄清图像所示的增、减性。4、弄清图像斜率的大小。 5、看是否需要辅助线。6、有两个以上变量时，分别讨论两个变量的关系，此时确定其他量为恒量。二、图像题的类型一、速率-时间图象（V-t图象）此类图象定性地揭示了v正、v逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向例1、判断下列图象中时间t2时可能发生了哪一种变化？ 分析平衡移动情况。(A) (B) (C)练习1、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的vt图象，我们知道v=c/ t；反之，c= vt。请问下列vt图象中的阴影面积表示的意义是( )A、从反应开始到平衡时，该反应物的消耗浓度 B、从反应开始到平衡时，该反应物的生成浓度C、从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度2、对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（ ）AZ、W均为气体，X、Y中有一种是气体BZ、W中有一种是气体，X、Y皆非气体CX、Y、Z、W皆非气体DX、Y均为气体，Z、W中有一种为气体二、浓度（物质的量）时间图此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况例2、图2表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，t1是到达平衡状态的时间试回答：（1）该反应的反应物是_；（2）反应物的转化率是_；（3）该反应的化学方程式为_三、转化率（或产率、百分含量等）温度（压强）时间图象这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征例3、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)平衡后，若升高温度，则平衡向逆反应方向移动(C)平衡后，增大A的量，有利于平衡正向移动(D)化学方程式中一定有np+q练习1、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应： X（g）+Y（g） 2Z（g）+W（g) ; H =QkJ/mol 的反应过程。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（ ）A、加入催化剂 B、增大Y的浓度C、降低温度D、增大体系压强2、同压、不同温度下的反应：A（g）B（g）C（g）；HA的含量和温度的关系如图3所示，下列结论正确的是 （ ）A、T1T2，H0 B、T1T2，H0 C、T1T2，H0 D、T1T2，H03、现有可逆反应A（g）2B（g）nC（g）；H0，在相同温度、不同压强时，A的转化率跟反应时间（t）的关系如图4，其中结论正确的是（）Ap1p2，n3 Bp1p2，n3 Cp1p2，n3 Dp1p2，n=34、在密闭容器中进行下列反应：M（g）+N（g） R（g）+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图，下列叙述正确的是（ ）A、正反应吸热，L是气体B、正反应吸热，L是固体C、正反应放热，L是气体D、正反应放热，L是固体或液体四、恒压（温）线该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强例4、在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g);Hp。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度t、压强P关系正确的是（ ）例5、对于反应2A（g）B（g）2C（g）；Hp2，n2 B、P1P2，n2 C、P1P2，n2 D、P13 2、可逆反应:aX(s) + bY(g) cZ(g) +dW(g)达到平衡，混合物中Y的体积分数随压强（P）与温度T（T2T1）的变化关系如图示。（1）、当压强不变时，升高温度，Y的体积分数变 ，平衡向 方向移动，则正反应是 热反应。（2）、当温度不变时，增大压强，Y的体积分数变，平衡向 方向移动，则化学方程式中左右两边的系数大小关系是。3、如可逆反应aA(g)+ bB(g) dD(g)+eE(g) H。在一定条件下达平衡状态时，A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_c+d； (2)Q_0。 五、速率温度（压强）图例6、反应2X(气)Y(气) 2Z(气)(正反应为放热反应)，在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下，产物Z的物质的量n(z)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是() AT1T2，P1P2 BT1P2 CT1T2，P1P2 DT1T2，P1P2练习巩固1、 对于可逆反应：A2（g）3B2（g）2AB3（g） Hb)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是（）3、在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)3B(g) 2C(g)；H0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一定错误的是（）A图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高4、反应：L（固）aG（气）bR（气）达到平衡时，温度和压强对该反应的影响图所示：图中：压强p1p2， x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中G的体积分数。据此可判断A.上述反应是放热反应 B.上述反应是吸热反应 .ab D.ab5、在一定温度不同压强（P1P2）下，可逆反应2X(g) 2Y(g) + Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数（）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是 （ ）6、已知氯水中有如下平衡：Cl2H2OHClHClO。常温下在一个容积为50mL的针筒(如图所示，活塞可自由滑动，针筒上有刻度)里吸人40mLCl2和10mL H2O。 (1)针筒中可观察到的现象是_。(2)若将此针筒长时间放置在有日光的地方，最终可能观察到的现象是_。(3)用化学平衡的观点解释(2)的现象：_。 7、氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(6价)的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。(1)反应的离子方程式为_。(2)t1t2时刻内反应速率增大的原因为_。(3)t2t3时刻内反应速率又减小的主要原因为_。关于等效平衡的归类解析一、等效平衡的概念在一定条件下，可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，但达到化学平衡时，只要同种物质的体积分数相同，这样的平衡称为等效平衡。对于同一个可逆反应，在相同的条件下（恒温恒容或恒温恒压），不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，都可以建立同一平衡状态。即化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。这就是“等效平衡”。如何判断呢？可根据两种不同情况而定。 二、等效平衡规律： 1、恒温恒容时：此时各不同的起始状态，可以把一边“归零” 通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边物质的物质的量，如果数值与原平衡相同，则两平衡等效。举例说明：恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？ （ ） N2 + 3H2 2NH3 A. 2mol 6mol 0mol B. 0mol 0mol 4mol C. 0.5mol 1.5mol 1mol D. 1mol 3mol 2mol2、恒温恒压时（即体积可变）：此时各不相同的起始状态，也可以把一边“归零”换算成同一半边，只要各物质的物质的量之比相同，则两平衡等效。举例说明：恒温恒压时，判断哪些是等效平衡？（ ） N2 + 3H2 2NH3 A. 2mol 6mol 0mol B. 0mol 0mol 4mol C. 0.5mol 1.5mol 1mol D. 1mol 3mol 2mol同样，把这四种起始状态的生成物的物质的量都“归零”，全部换算成反应物。结果发现N2与H2 的物质的量之比均为1 ：3 ，因为压强不变，体积可变，故均属于等效平衡。三、几例等效平衡的解析：1、恒温恒容下的非等体积反应：【例1】在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个固定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态.现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(摩).如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白: (1)若a=0,b=0,则c= .(2)若a=0.5,则b= 和c= .(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c): .2、恒温恒容条件下的等体积反应：【例3】在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)，已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr，在相同条件下，保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对的状态，填写表中空白。编号起始状态物质的量平衡HBr物质的量H2Br2HBr120a240 10.5amn(n2m) 3、恒温恒压条件下的非等体反应：【例2】在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应N2+3H2 2NH3，已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对的状态，填写表中空白。编号起始状态物质的量平衡NH3物质的量N2H2NH3140a1.56010.5amn(n4m)四、一例等效平衡题的巧解：【例4】在537、1.01105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、1molO2，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温恒压，发生反应： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题：工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是： 。 保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3并加入固体催化剂。则平衡时，SO2的体积分数是 ，容器的体积为 。温度仍保持537，容器体积保持200L不变（恒容）。充入amol SO2、bmolO2，并加入固体催化剂，反应达平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01105Pa。若a:b=2:1，则a= 。归纳总结二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：1、恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的判断方法是: 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量是否对应相等。产生结果：各组分百分量、n、c均相同2、恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应等效平衡的判断方法是: 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。产生结果：各组分百分量相同，n、c同比例变化 3、恒温、恒压下等效平衡的判断方法是: 与可逆反应气态物质的化学计量数无关,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。产生结果：各组分百分量、c相同，n同比例变化 等效平衡小结条件等效条件结果恒温恒容(n(g)0) 投料换算成相同物质表示时数量相同两次平衡时各组分百分量、n、c均相同 恒温恒容(n(g)=0) 投料换算成相同物质表示时比例相同两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化 恒温恒压 投料换算成相同物质表示时比例相同两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化