1、化学平衡图像分析湖南省新化县第二中学 417605 肖松华“化学平衡”一章是高中教材基本理论部分的重要章节。其中有关“化学平衡”的图像是学习本章的一个难点及重点,对解题也是一个关键。在此,将本章中一些常见的图像和分析图像的一些方法做一个总结分析。、关于化学反应速率图像的分析:1、看起点,分清反应物和生成物。2、看变化,找变化趋势,分清正反应和逆反应。3、看终点,分清消耗浓度和增大浓度。4、看曲线,弄清是连续还是跳跃,分清“渐变”、“突变”、“大变”、“小变”。、关于化学平衡图像的分析:一看反应:看可逆反应的特征,是吸热反应还是放热反应,气体总体积是增大、减小或不变。二看条件:看外界条件的变化。
2、三看图像:一看面,即看纵坐标与横坐标所表示的意义。二看线,即看线的走向和变化趋势。 三看点,即看起点、交点、终点、转折点。 四看辅助线,如看等温线、等压线、平衡线。 五看量的变化,如看浓度变化、温度变化等。四想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。1、“定一议二”原则:由于平衡移动原理只适用于“单因素”改变,即图像中如果有三个变化量时,先固定一个量,然后去讨论另外两个量的关系。2、“先拐先平数值大”原则:在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡;先出现拐点的曲线,表示的温度或压强较大。在相同温度下,对有气体参加的化学反应,压强越大,到达平衡所需的时间越短。在相同压强
3、下,温度越高,到达平衡所需的时间越短。出现拐点(转折点)的先后代表达到化学平衡所需的时间,水平线的高低代表化学平衡时反应进行的程度。3、其他条件相同,未达平衡以前的同一反应中,同一段时间间隔内;高温时生成物含量总比低温时生成物含量大。高压时生成物的含量总比低压时生成物的含量大。4、反应物转化率升高说明平衡向正反应方向移动,转化率降低则说明平衡向逆反应方向移动。5、平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量增加;而生成物的浓度、百分含量以及反应物的转化率都不一定增加或提高。五作判断:根据图像中表现的关系与所学规律相对比,作出符合题目要求的判断。、化学平衡中常见图像的种类:()单一函数图:1、X-t(
4、时间):其中X可为:反应速度V、转化率a、浓度C、百分含量%、物质的量n等。反应速度时间(V-t):以A(g)+B(g) C(g)(正反应为吸热反应)为例浓度影响:增大CA或CB0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正Vt 增大CC0V正=V逆V正V逆V正=V逆V逆V正Vt减小CC0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正Vt 减小CA或CB0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正Vt压强影响:增大压强0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正Vt V减小压强0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正t如果反应为:A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)增大压强0V正=V逆V正。V逆V正=V逆V逆V正Vt V
5、减小压强0V正=V逆V正V逆V正=V逆V逆V正t如果反应为:A(g)+B(g) C(g)+D(g)增大压强0V正=V逆V正=V逆V逆V正Vt V减小压强0V正=V逆V正=V逆V逆V正t温度影响:升高温度0V正=V逆V逆。V正V正=V逆V逆V正Vt V降低温度0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正t如果反应为:A(g)+B(g) C(g)(正反应为放热反应)升高温度0VV正=V逆V逆。V正V正=V逆V逆V正t V降低温度0V正=V逆V逆V正V正=V逆V逆V正t催化剂影响:使用正催化剂0V正=V逆V正=V逆V逆V正Vt V使用负催化剂0V正=V逆V正=V逆V逆V正t转化率时间(a-t):以A(g)
6、+B(g) C(g)(正反应为放热反应)为例浓度影响: 压强影响:CAa 0aAaB P2P1aA 或aBt0P1P2温度影响: 催化剂影响:T2T1aA 或aBt0T1T2 aA 或aBt0有催化剂无催化剂浓度(百分含量)时间(C-t):以A(g)+B(g) C(g)(正反应为吸热反应)为例浓度影响:t0增大CA或CBCc t0Cc增大Cc压强影响:t0P2P1P1P2Cc或C% t0P2P1CA或A%P1P2温度影响:wt0T2T1T1T2Cc或C% t0T2T1CA或A%T1T2催化剂影响: 物质的量时间(n-t):以3X + 2Y 3Z为例Cc 或C%t0有催化剂无催化剂 t(min)
7、n(mol)ZwYx2 4 610 8 6 4 2 02、X-P(压强):以A(g)+B(g) C(g)(正反应为吸热反应)为例VPV逆V正0 aA或aB0PCc或C%0P3、X-T(温度):以A(g)+B(g) C(g)(正反应为吸热反应)为例VTV逆V正0 aA或aB0T浓度或百分含量0TCc或C%CA或CB或A%或B%4、X-C(浓度):以A(g)+B(g) C(g)为例VCAV逆V正0 CAaAaBa00CcCA或CB以上为一些基本的图形,同学们课后可自己总结归纳。例如速率与时间图像可得出如下结论:若曲线是连续的则为浓度改变所致;若曲线出现断点,则可能为温度、压强、催化剂等改变所致。若
8、新平衡速度大于原平衡速度,则可能为浓度增大、压强增大、温度升高或使用正催化剂,反之亦然。根据瞬间的V正、V逆的相对大小,判定移动的方向,确定改变的条件。()复合图像:复合函数图像是把影响平衡移动的两个条件汇集在一张图表中展示出来,该类题目的主要特点是通过多种图像,对化学反应速率和化学平衡的有关知识规律进行分析考查。高考真题分析:1、(2005年全国卷第12题)右图是温度和压强对XY2Z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度,纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是A 上述可逆反应的正反应为放热反应B X、Y、Z均为气态C X和Y中只有一种为气态,Z为气态D 上述反应的逆反应的H0解
9、析:本题应用“定一议二”原则,定温度不变,增大压强,Z的体积分数减小;增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,故B错误,C正确。定压强不变,升高温度Z的体积分数增大;升高温度平衡向吸热反应方向移动,故AD错误。答案为C 2、(2005年北京第7题)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A B C D解析:本题应用“先拐先平数值大”原则,由于p1p2故P2先出现拐点,AC错误。增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,Z的体积分数减小,故B正确。答案为B3、(2005年广东第14题)在一定
10、条件下,固定容积的密闭容器中反应:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g);H0,达到平衡。当改变其中一个条件X,Y随X的变化符合图中曲线的是A当X表示温度时,Y表示NO2的物质的量B当X表示压强时,Y表示NO2的转化率 C当X表示反应时间时,Y表示混合气体的密度D当X表示NO2的物质的量时,Y表示O2的物质的量答案为AB4、(2005年上海第25题)在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:H2(g)I2(g)2HI(g)Q(Q0),反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:(1)该反应的化学平衡常数表达式为 ;(2)根据图1数据
11、,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为 ;(3)反应达到平衡后,第8分钟时:若升高温度,化学平衡常数K_(填写增大、减小或不变);HI浓度的变化正确 ;(用图2中ac的编号回答)若加入I2,H2浓度的变化正确的是 。(用图2中df的编号回答)(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若把容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。 答案为(1)K(2)0.167mol/Lmin(3)减小c f(4)作者简介:肖松华(1980-)男,湖南新化县人,毕业于吉首大学化学系。现就职于湖南新化二中。化学科一线教师。联系方式:Tel:13875483473 E-mail:xiaosonghua