湖南省长沙市长郡中学2016届高考化学一轮复习课件《利用“数形结合思想”巧解速率、平衡图像题》.ppt

D．使用催化剂Z的产率提高
题型四
几种特殊图像
(1)对于化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M 点前， 表示化学反应从反应物开始，则 v 正>v 逆；M 点为刚达到的平衡 点。M 点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减 小)，平衡左移，ΔH<0。
(2)对于化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， L 线上所有 的点都是平衡点。
[应用体验]
1. (2015· 江西新余质检)可逆反应mA(g) nB(g)＋pC(s) ΔH＝Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符 合下图中的两个图像，以下叙述正确的是 ( )
由图像可知，正反应速率与逆反应速率的交叉点为平衡状态；达到平衡 A ．m>n，Q>0 B． m ＋p，Q>0 时，升高温度， v 正、v 逆都增大，且 v逆 >> vn 正，平衡向逆反应方向移动， 逆反应为吸热反应，故 ΔH＜0 即 Q＜0；达到平衡时增大压强，v 正、v 逆 C．m>n，Q<0 D．m<n＋p，Q<0 都增大，且 v 正>v 逆，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积减小的 反应，故 m＞n，C 正确。
①若为温度变化引起，温度较高时， 反应达平衡所需时间短。如甲中 T2>T1。
②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 p1>p2。
③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。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法： ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，正反 应为放热反应。
左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必 须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则 右下方(F点)v正<v逆。
[应用体验]
1．如图所示是表示其他条件一定时， 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH<0反应
பைடு நூலகம்
中NO的转化率与温度的关系曲线，图 中标有a、b、c、d四点，其中表示未达 到平衡状态，且v正>v逆的点是 A．a点 B．b点 ( )
2．向绝热恒容密闭容器中通入SO2 和 NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2 (g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反 应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确 结论是 ( ) C 项，反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，
说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能 A．反应在c点达到平衡状态 化率大于 a～b 段。 量；D 项，由于 b～c 段 v(正)大于 a～b 段，故 b～c 段 SO2 的转
2．下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g) 2C(g)＋ D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线交 点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是 ( )
无论是升高温度还是增大压强， v(正)、v(逆)均应增大。B 项中 v(逆) 减小，D 项中 v(正)和 v(逆)均减小，故 B、D 项均错误；该反应的正 反应是一个气体分子数增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方 向移动，则 v(正)>v(逆)，A 项错误；增加压强，平衡向逆反应方向移 动，则 v(逆)>v(正)，C 项正确。
2．如图是温度和压强对反应X＋Y 2Z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( )
升高温度， v正 、 v 逆都增大，C 错误；催化剂对平衡移动无影响， A．X、Y、 Z 均为气态 不能提高 Z 的产率，D 错误。 B．恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学
B．反应物浓度：a点小于b点
A 项，c 点 v(正)最大，但不一定达到平衡；B 项，a 点反应物的
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝ t2 时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 浓度大于 bΔ 点反应物的浓度；
已知不同温度下的转化率－压强图像或不同压强下的转化 率－温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学 计量数的关系。[以反应A(g)＋B(g)―→C(g)中反应物的转化率 αA为例说明]
解答这类图像题时应注意以下两点：
(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物 A 的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应 物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度 曲线研究，压强增大，αA 增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的 反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反 应为气体体积缩小的反应。 ③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。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法： ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，正反 应为放热反应。
②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反 应为气体体积缩小的反应。 ③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。
此题为温度—转化率曲线，由于 a 点、b 点均在平衡线上，表示 a 点与 b 点均达到平衡状态；c 点时，NO 的转化率小于该温度下达到平衡时的转化 C．c点 D．d点 率，说明反应没达到平衡，且反应向正反应方向进行，即 v 正>v 逆；d 点需 转化率减小才能达平衡，故反应逆向进行，v 正<v 逆，故只有 C 项符合题目 要求。
利用“数形结合思想”巧解速率、平衡图像题
[题型特点]
化学反应速率和化学平衡的图像类试题是一种特殊题型， 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。
题型一
速率－压强(或温度)图像
例如：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ· mol 1(如下图)
－
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影 响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度增大后逆反 应速率增大得快，平衡向逆向移动；压强增大后正反应速率增大得 快，平衡向正向移动。
[应用体验]
1．已知可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ/mol，若反应物的起始物质的量相同，下列 关于该反应的示意图不正确的是 ( )
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。
由温度－时间图像可知，T2 先达到平衡，因此 T2>T1，温度升高，水蒸气 含量减少，正反应是放热反应，因此 B、C 不符合题意；由压强－时间图 像可知，p1 先达到平衡，即 p1>p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加， 因此正反应是气体体积减小的反应，D 不符合题意，只有 A 符合题意。
题型三
恒温线(或恒压线)图像
题型二
百分含量(或转化率)－时间－温度(压强)图像
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(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A(g)＋B(g)―→C(g)中反 应物的转化率αA为例说明]
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。
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物 A 的转化率的大小来判 断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在 甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
[应用体验]
1. (2015· 武汉模拟)有一化学平衡mA(g)＋nB(g) pC(g)＋ qD(g)，如图所示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列 叙述正确的是 ( )
A ．正反应是放热反应； m＋n>p＋q 图像中有三个量， 应定一个量来分别讨论另外两个量之间的 定温度，讨论压强与 A 的转化率的关系：同一温度下，压强越大， B ．正反应是吸热反应； m ＋ n<p＋q 关系。定压强，讨论 T与 A 的转化率的关系：同一压强下， A 的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即 m＋n>p＋q。 温度越高， A 的转化率越高，说明正反应是吸热反应； C ．正反应是放热反应； m＋n<p＋q D．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q
[解题策略]
一看面，即纵坐标与横坐标的意义
二看线，即线的走向和变化的趋势
看图像 三看点，即起点、折点、交点、终点 四看辅助线，如等温线、等压线等 五看变化，如浓度变化、温度变化等 想规律 作判断
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 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
平衡状态的判断依据
因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混 C．升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动 合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密
由图可知，在温度不变时增大压强， Z 的体积分数减小，即平衡逆 度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据， B 正确； 向移动，所以 X、Y 中至多有一种是气体，A 错误；