1、第6讲 化学图表、图像问题一、反应物与产物关系图像将一定质量的镁和铝混合物投入一定量的硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示，根据图像完成下列每个阶段的离子方程式：1.OV1段：_；2.V1V2段：_；_；3.V2V3段：_。H+OH-=H2OMg2+2OH-=Mg(OH)2Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO +2H2O 二、化学反应过程中能量变化的图像分析有以下四个图像：1.表示吸热反应的是：_；表示放热反应的是：_；2.由图和图可知催化剂能够降低反应的_，加快反应速率。活化能三、化学反应
2、速率和化学平衡的有关图像1.某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算：（1）某物质的平均速率、转化率。如：v(X)=_，Y的转化率=_。（2）确定化学方程式中的化学计量数之比。如X、Y、Z三种物质的化学计量数比为：_。(n1-n3)(n2-n3)n22.在密闭容器中进行下列反应：M(g)+N(g)R(g)+2L(g)当改变温度和压强时，R含量与压强、温度的图像如图所示，则：（1）判断下列数值的大小(填“”或“放热气体一、有关Al(OH)3沉淀与溶解的图像分析1.向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量(如图1)。2.向NaOH
3、溶液中滴加AlCl3溶液至过量(如图2)。图1 图23.向NaAlO2溶液中滴加盐酸溶液至过量(如图3)。4.向盐酸溶液中滴加NaAlO2溶液至过量(如图4)。5.向MgCl2、AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量(如图5)。图3图4图5二、常见的四类速率平衡图像问题1.以浓度-时间(c-t)图像确定化学反应方程式2.以v-t图像描述化学平衡移动的本质和因素3.转化率-时间(-t)图像或物质的百分含量-时间(w-t)图像中，根据在不同温度、压强、合适的催化剂等条件下，转化率或某物质的百分含量的变化趋势确定反应特点及实施条件4.转化率或百分含量等因素受到压强、温度(p、T)两个变量影响的
4、图像判断下列说法是否正确一、化学图像类试题高考频次：1.考查化学反应中的能量变化（1）如图，a、b曲线分别表示反应：CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)Hc+d，T1T2，QT1，温度越高平衡时生成物浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，Qc+d。二、化学图表类试题高考频次：1.考查元素周期表、周期律（4）几种短周期元素的原子半径及某些化合价元素代号ABCDE化合价-1-2+4、-4-1+5、-3原子半径/nm0.0710.0740.0770.0990.110其中E代表氮元素。（）分析：如果C、E在同一短周期，原子半径关系应为CE，但事实是EC，因此
5、C为第2周期碳元素，而E为第3周期磷元素。2.其他考查角度（5）根据下表中烃的分子式排列规律，可判断空格中烃的同分异构体数目是3种（）12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12 C7H16 C8H16分析：观察表格中各烃的分子式的排布规律会发现：相邻两烃的分子式相差C或CH4原子团(或分成1和2、3和4、5和6、7和8小组进行比较)。从而得出第5种烃的分子式为C5H12，共有3种同分异构体，正戊烷、异戊烷、新戊烷。（6）短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如图所示，其中X是非金属性最强的元素。（）分析：短周期是指前3个周期，最右上角的元素为He，是稀有气体，非金属性和金属性都
6、不明显。热点考向 1 化学反应速率化学平衡【典题训练】1.如图是温度和压强对X+Y 2Z反应影响的示意图。图中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.X、Y、Z均为气态B.恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡的判断依据C.升高温度时v(正)增大，v(逆)减小，平衡向右移动D.使用催化剂Z的产率增加【解题指导】解答本题首先认真审图，明确反应特点：气体分子数增大，反应吸热。然后结合相关原理和规律，分析各选项是否合题意。【解析】选B。根据图像可知，随着温度的升高，生成物Z的体积分数逐渐升高，所以反应是吸热反应。但升高温度，正逆反应速率均是增加的，C不正确。当温度相
7、同时，压强越大，生成物Z的体积分数越小，这说明增大压强，平衡向逆反应方向移动，说明正反应是体积增大的反应。若X、Y、Z均为气态，则反应前后气体的体积不变，A不正确。所以Z一定是气体，X和Y中只能有一种是气体。密度是混合气的质量和容器容积的比值，反应过程中质量是变化的，所以当密度不再发生变化时，可以说明反应达到平衡状态，B正确。催化剂不能改变平衡状态，D不正确。2.(2012浙江高考)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：化学方程式焓变H/kJmol-1活化能Ea/kJmol-1甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)=CO2
8、(g)+2H2O(g)-802.6125.6CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5蒸汽重整CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)206.2240.1CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)165.0243.9回答下列问题：（1）反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的H=kJmol-1。（2）在初始阶段，甲烷蒸汽重整的反应速率甲烷氧化的反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。（3）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)，则反应CH4(g)+H2O(g)
9、CO(g)+3H2(g)的Kp=；随着温度的升高，该平衡常数(填“增大”“减小”或“不变”)。（4）从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于。（5）在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如图：若要达到H2物质的量分数65%、CO物质的量分数v放热。（3）看终点：分清消耗浓度和生成浓度。反应物的消耗浓度与生成物的生成浓度之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。注意：对于时间-速度图像，看清曲线是连续的，还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”及“大变”和“小变”。增大反应物浓度v(正)突变，v(逆)渐变。升高温度，v吸热大增，v放热小增。2.化学平衡图像问题的解答
10、方法（1）先拐先平：对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在转化率时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡。它所代表的温度高、压强大。这时如果转化率也较高，则反应中m+np+q。若转化率降低，则表示m+nc(Na+)C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积【解题指导】解答本题时应注意以下两点：（1）pH与pOH相等时溶液呈中性。（2）充分利用电荷守恒。【解析】选C。醋酸为弱酸，溶液中自由移动的离子浓度小，加入等浓度的NaOH溶液后生成CH3COONa为强电解质，溶液中自由移动的离子浓度增大，溶液导电能力增强，A项错误；由图示可知
11、，Q点时pH=pOH，即c(H+)=c(OH-)，继续加入NaOH溶液，溶液呈碱性，故N点时c(H+)c(OH-)，根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，故c(CH3COO-)c(HCOO-)c(H+)c(OH-)【解题指导】本题的考查点有：（1）酸碱中和滴定的相关知识。（2）溶液中离子浓度大小的比较。【解析】选D。a点pH=3，则c(H+)=10-3molL-1，而c(HCOO-)c(H+)，A正确；量取甲酸应选择酸式滴定管，B正确；假设c点NaOH溶液的体积为10 mL，则甲酸和NaOH恰好完全反应，所得HCOONa溶液显碱性，而图中c点显中性，则N
12、aOH溶液的体积小于10 mL，C正确；D项不符合电荷守恒，错误。【方法总结】“三步曲”解答中和滴定图像题（1）抓起点，如果是强酸或强碱，通过起点pH可推知溶液的物质的量浓度。（2）看终点，pH=7是否为恰好反应时的滴定终点，取决于发生中和反应的酸和碱的相对强弱。（3）析特点，分析特定某点时，参加中和反应的酸碱溶液体积或物质的量浓度的关系。1.将物质的量相等的Al2(SO4)3和(NH4)2SO4溶于水，形成VL混合溶液，向该混合溶液中逐滴加入某NaOH溶液直至过量。下列各图示中，能正确表示加入NaOH溶液的体积(x)与生成沉淀的物质的量(y)的关系的是（）【解析】选A。向该混合溶液中逐滴加入
13、NaOH溶液直至过量过程中，OH-先和Al3+反应，再与N 反应，最后再和Al(OH)3反应。3 mol OH-使1 mol Al3+完全沉淀，1 mol OH-使1 mol Al(OH)3完全溶解，1 mol N 与1 mol OH-完全反应，且该过程中沉淀量既不增加，也不减少，故A正确。2.将质量相等的银片和铂片插入硝酸银溶液(足量)中，银片与电源正极相连，铂片与电源负极相连。以1 A电流通电10 min，然后反接电源，以2 A电流继续通电10 min。图为表示银电极的质量、铂电极的质量、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图，正确的是（）【解析】选C。前10 min，阳极(银片)上发生
14、氧化反应：Ag-e-=Ag+，银电极质量减轻，阴极(铂片)发生还原反应：Ag+e-=Ag，铂电极质量增加。当电源反接后，由于电流是原来的2倍，故先考虑前5 min的情况，此时附有Ag的铂片作阳极：电极反应式为Ag-e-=Ag+，通电5 min后，前一过程析出的银全部溶解，阴极反应式为Ag+e-=Ag，前一过程溶解的银又复原，银电极又恢复为原来的质量。通电后5 min，阳极(铂片)上溶液中的氢氧根离子放电生成O2，而阴极(银片)上继续析出银，且析出银的质量和溶解的银的质量相等。对照图像得只有选项C符合题意。3.化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是（）A.根据图可判断
15、可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)，正反应是吸热反应B.图表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响，乙的压强大C.图可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化D.根据图溶解度与溶液pH的关系，若除去CuSO4溶液中的Fe3+可向溶液中加入适量CuO，至pH在4左右【解析】选D。根据图温度升高平衡向逆反应方向移动，可判断可逆反应“A2(g)+3B2(g)2AB3(g)”的H”“=”或“”)。在T1T2及T4T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是。此反应在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到
16、达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。【解析】在图1中CO2的浓度存在一最低点，则在T1T2区间，反应未达到化学平衡，温度升高，反应速率加快，CO2被捕捉的量增加，剩余CO2的浓度减小；T4T5区间，反应已达到化学平衡，升高温度剩余CO2的浓度增大，即升高温度，反应平衡向左移动，因此正反应为放热反应，即H30。反应在温度为T1时达到化学平衡，迅速升高温度到T2，这一瞬间溶液的pH不变。升高温度，平衡向左移动，溶液中NH4HCO3浓度减小，(NH4)2CO3浓度增大，则溶液碱性增强，pH增大，一段时间后达到新的化学平衡，溶液的pH不再发生变化。答案：T1T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高，化学反应速率越快，所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4T5区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2捕获
