1、微题型一微题型二微题型三专题课时4 巧解平衡及速率图像题微题型一微题型二微题型三化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型，偶尔也会在非选择题中出现。因为图像是用二维坐标表示的，所以该类试题包含的信息量比较大，随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。题型说明 微题型一微题型二微题型三微题型一 物质的量(浓度)、速率时间图像 题型示例【示例 1】(2015安徽理综，11)汽车尾气中 NO 产生的反应为：N2(g)O2
2、(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的 N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线 a 表示该反应在温度 T下 N2 的浓度随时间的变化，曲线 b 表示该反应在某一起始反应条件改变时 N2 的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()微题型一微题型二微题型三A.温度 T 下，该反应的平衡常数 K4（c0c1）2c21B.温度 T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C.曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线 b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的 H0，错误。答案 A 微题型一微题型二微题型三【知识归纳】1.速率时间图像此类图像定性地揭示了 v(正)、v(逆)随时
3、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。如 N23H22NH3 H0，观察图像知，随着温度的升高，c(CO2)减小，平衡为正移，则H0，错误；B项，相同温度下，图中点所在曲线对应的c(CO2)高，表示通入0.2 mol CO2，则点所在曲线表示通入0.1 mol CO2，点和点的c(CO2)相等，由图知参加反应的CO2的物质的量；微题型一微题型二微题型三点大于点的2倍，且该反应为气体分子数增多的反应，同时点的温度比点高，所以体系的总压强p 总：p 总(状态)2p总(状态)，错误；C项，状态和，温度相同，中CO2的投料量是中CO2投
4、料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态)2c(CO，状态)，但成比例增加投料量，相当于加压，平 衡 向逆反 应 方向移 动，所以c(CO，状态)v逆(状态)，错误。答案 C 微题型一微题型二微题型三【技巧归纳】已知不同温度或压强下，反应物的转化率(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。以aA(g)bB(g)cC(g)中反应物的转化率A为例说明 微题型一微题型二微题型三解答这类图像题时应注意以下两点：(1)“先拐先平，数值大”原则：分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。若为温度变化引
5、起，温度较高时，反应达平衡所需时间短，如甲中T2T1。若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙中p1p2。若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。微题型一微题型二微题型三(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法：图中甲，T2T1，升高温度，A降低，平衡逆移，正反应为放热反应。图乙中，p1p2，增大压强，A升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的反应。若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。微题型一微题型二微题型三题型精练 1.已知可逆反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1
6、025 kJmol1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是()微题型一微题型二微题型三解析 因为正反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，但是平衡向逆反应方向移动，NO的含量减小，A正确、C错误；增大压强，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，正反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，NO的含量减小，B正确；催化剂对平衡没有影响，只是加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，D正确。答案 C 微题型一微题型二微题型三2.2015北京理综，26(3)反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)O22H2O(g)H550 kJmol1 它由两步反
7、应组成：.H2SO4(l)=SO3(g)H2O(g)H177 kJmol1 SO3(g)分解。L(L1，L2)、X可分别代表压强或温度，下图表示L一定时，中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。微题型一微题型二微题型三(1)X代表的物理量是_。(2)判断L1、L2的大小关系，并简述理由：_ _。解析 首先根据反应和反应确定反应为 2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H196 kJmol1。(1)根据反应的特点：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强 SO3(g)的转化率减小，故 X 代表压强。(2)在等压条件下，升高温度，反应的平衡向正向移动，SO3(g)的转化率增大，故 L2 所代
8、表高温曲线，即L1L2。答案(1)压强(2)L1L2 SO3(g)分解的热化学方程式为 2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H196 kJmol1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大 微题型一微题型二微题型三【方法总结】解答速率平衡图像两大方法 1.定一议二 当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。2.三步分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。微题型一微题型二微题型三微题型三 恒温(压)图像分析【示例3】2015山东理综，30，(1)(2)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重
9、要作用。题型示例(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。微题型一微题型二微题型三在 OA 段，氢溶解于 M 中形成固溶体 MHx，随着氢气压强的增大，H/M 逐渐增大；在 AB 段，MHx 与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)H2(g)zMHy(s)H1()；在 B 点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M 几乎不变。反应()中 z_(用含 x 和 y 的代数式表示)。温度为 T1 时，2 g 某合金 4 min 内吸收氢气 240 mL，吸氢速率 v_ mLg1m
10、in1。反应的焓变 H1_0(填“”“”“”或“”)。当反应()处于图中 a 点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应()可能处于图中的_点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过_或_的方式释放氢气。微题型一微题型二微题型三思维提示(1)根据 H 原子守恒得 zx2zy，则 z 2yx。由题中所给数据可知吸氢速率 v240 mL2 g4 min30 mLg1min1。由图像可知，T1T2，且 T2 时氢气的压强大，说明升高温度平衡向生成氢气的方向移动，逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应，故H(T2)。处于图中 a 点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，H2
11、浓度增大，平衡正向移动，一段时间后再次达到平衡，此时 H/M 增大，故可能处于图中的 c 点。由氢化反应方程式及图像可知，这是一个放热的气体体积减小的反应，根据平衡移动原理，要使平衡向左移动释放 H2，可改变的条件是：升温或减压。答案(1)2yx 30 c 加热 减压 微题型一微题型二微题型三【知识归纳】该类图像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)或压强(p)，常见类型如下所示：如图2所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正v逆。微题
12、型一微题型二微题型三1.(2015重庆一中月考)在容积一定的密闭容器中发生可 逆 反 应：A(g)2B(g)2C(g)H QkJ/mol(Q0)，条件变化时，影响平衡移动的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.p1p2，纵坐标指C的质量分数 C.p1p2，纵坐标指A的转化率 题型精练 微题型一微题型二微题型三解析 结合图像可确定，若p1p2，增大压强平衡正向移动，A的质量分数将减小，气体的物质的量减小，即混合气体的平均摩尔质量增大，故A项错误，C项正确；若p1p2，增大压强平衡正向移动，混合气体中C的质量分数增大，A的转化率将增大，故B、D项正确。答案 A 微题型一微题型二微题型三2.(20
13、15郑州质量预测)研究和开发 CO2 和 CO 的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。CO 可用于合成甲醇。在压强为 0.1 MPa 条件下，在体积为 b L的密闭容器中充入 a mol CO 和 2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)平衡时 CO 的转化率与温度、压强的关系如下图：微题型一微题型二微题型三(1)该反应属于_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)100 时，该反应的平衡常数：K_(用含a、b的代数式表示)。若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是_(填序号)。a.该反应使用催化剂意义不大 b.该反应发生将在很短时间内完成 c.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小 d.该反应一定是放热反应(3)在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H2，达到平衡时CO转化率_(填“增大”、“不变”或“减小”，下同)，平衡常数_。答案(1)放热(2)b2/a2 c(3)增大 不变 微题型一微题型二微题型三【思维建模】解答速率平衡图像题的一般步骤 微题型一微题型二微题型三
