1、专题讲座(四)化学平衡图象的常见类型及解题方法1常见类型。(1)速率时间图象(vt图象)。既能表示反应速率的变化,又能表示平衡移动的速率时间图象,如图所示图象分析。图A:a.t0时,反应由正反应开始;btt1时,在改变条件的瞬间,v(正)变大,v(逆)不变;ctt1时,v(正)v(逆),平衡向正反应方向移动,随后又达到新的平衡状态。改变的条件是增大反应物的浓度。图B:a.t0时,反应由正反应开始;btt1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同时增大;ctt1时,v(逆)v(正),平衡向逆反应方向移动,随后又达到新的平衡状态。改变的条件可能是升高温度或增大压强。图C:a.t0时,反应由正反应开始;
2、btt1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同倍增大;ctt1时,v(正)v(逆),平衡不移动。改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(反应为气态物质系数不变的反应)。规律总结。a在分析vt图象时,要特别注意两个方面:一是反应速率的变化即v(正)、v(逆)是都增大或都减小条件改变的瞬间,v(正)、v(逆)的起点与原平衡点不重合,还是一个增大(或减小)而另一个不变条件改变的瞬间,v(正)、v(逆)中不变的那一个起点与原平衡点重合;二是平衡移动的方向,速率大的速率曲线在上面,且向该方向移动。b画出vt图象的“三步曲”:第一步,画出原平衡建立的过程;第二步,依据条件改变时的速率变化,确定两个起点都在原
3、平衡点的上(下),或一个在上(下)另一个不变;第三步,依据平衡移动方向确定两条曲线,完成图象。(2)浓度时间图象(c-t图象)。此类图象能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。此类图象中各物质曲线转折点(达平衡)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系数关系,如图所示。甲乙(3)速率温度(压强)图象(v-T或v-p图象)。反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线,用于判断反应的H或反应前后气态物质系数关系,如图所示。甲乙(4)恒压(温)线。该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(),横坐标为温度(T
4、)或压强(p),常见类型如图所示两种情况。甲乙(5)含量时间温度(压强)图象。此类图象表示的是不同温度(或压强)下反应物(或生成物)的物质的量分数(或体积分数或转化率)的变化过程,包含达到平衡所需的时间和不同温度(或压强)下平衡状态的物质的量分数等信息,由图象可以判断T1、T2或p1、p2的大小,再判断反应的H或反应前后气态物质系数关系(是吸热反应还是放热反应,是气态物质系数增大的反应还是减小的反应)。如图所示甲乙(6)其他类型。如图所示是其他条件不变时,某反应物的最大(平衡)转化率()与温度(T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点中,表示v(正)v(逆)的点是c,表示v(正)v(逆)
5、的点是a,而b、d点表示v(正)v(逆)。2化学平衡图象题的解答步骤。(1)看图象。一看图(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即线的走向和变化趋势),三看点(即起点、折点、交点、终点),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等),五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。(2)想规律。联想外界条件的改变对化学反应速度和化学平衡的影响规律。(3)作判断。根据图象中表现的关系与所学规律相对比,做出符合题目要求的判断。3化学平衡图象题的解答原则。(1)“定一议二”原则。在化学平衡图象中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量,讨论纵坐标与曲线的关系,或者确定纵坐标所表示的量,
6、讨论横坐标与曲线的关系,即“定一议二”原则。解题过程中,可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)bB(g)cC(g)在不同温度下(T1T2),混合气体中C的百分含量(C%)与压强(p)的关系如图所示。由图可知,T1为一条等温线,随着压强的增大,C%减小,化学平衡逆向移动,abT1,T2对应的平衡状态的C%小于T1对应的平衡状态的C%,说明升温平衡逆向移动,即该反应正向是放热的。图乙表示p2对应的先拐,即得出p2p1,p2对应的平衡状态的C%小于p1对应的平衡状态的C%,说明加压平衡逆向移动,即abT1)其他条件相同时,下列图象正确的是()ABCD解析:升温正逆反应速率都增大,A错误;升温化学反应速率会增大,T2时先达到化学平衡状态,并且平衡逆向移动,二氧化氮的转化率减小,B正确;对于反应:4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g),T不变,增大压强,平衡正向移动,一氧化碳的体积分数会减小,C错误;因该反应是放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数将减小,D错误。答案:B