高中化学 专题讲座(二)化学平衡图象问题 新人教版选修4

专题讲座(二) 化学平衡图象问题

一、速率－时间图象(v­t图象)

解题策略：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。

Ⅰ.v′(正)突变，v′(逆)渐变，且v′(正)>v′(逆)，说明是增大了反应物的浓度，使v′(正)突变，且平衡正向移动。

Ⅱ.v′(正)、v′(逆)都是突然减小的，且v′(正)>v′(逆)，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。

Ⅲ.v′(正)、v′(逆)都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。

二、百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图象

解题策略——“先拐先平数值大”。

在化学平衡图象中，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较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中P2>P1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。

Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。

Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。

Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。

三、百分含量(或转化率)－压强－温度图象

解题策略——“定一议二”。

在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强P的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。

[练习]________________________________________

1.如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断( )

A．正反应是放热反应B．D可能是气体

C．逆反应是放热反应D．A、B、C、D均为气体

解析：降温后v′(正)>v′(逆)，平衡向正反应方向移动，证明正反应放热，加压后v″(正)>v″(逆)，平衡向正反应方向移动，正反应体积减小，D不可能是气体。

答案：A

2．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )

A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)

ΔH＜0

B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0

C．CH3CH2OH(g)CH2ＦCH2(g)＋H2O(g)

ΔH＞0

D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CHＦCH2(g)＋2H2O(g)

ΔH＜0

解析：本题考查化学平衡知识，通过分析图象确定可能对应的反应。观察图象可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。

答案：A

3．有一化学平衡：

m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，如图是表示A的转化率与压强、温度的关系，分析图可以得出的正确结论是( )

A．正反应是吸热反应，且m＋n>p＋q

B．正反应是吸热反应，且m＋n

C．正反应是放热反应，且m＋n>p＋q

D．正反应是放热反应，且m＋n

解析：此题是两个条件同时对化学平衡产生影响的图象。先固定一个条件不变，分析另一个条件变化对平衡的影响，得出一个结论，然后再固定这个条件不变，分析另一条件变化对平衡的影响。温度不变，压强越大，A的转化率越高，得出：m＋n>p＋q；压强不变，温度越高，A的转化率越大，得出：正反应吸热。

答案：A

4．可逆反应m A(g)n B(g)＋p C(s) ΔH＝Q kJ·mol－1，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象，以下叙述正确的是( )

A．m>n，Q>0 B．m>n＋p，Q>0

C．m>n，Q<0 D．m

解析：找准平衡点，即两曲线交叉点，然后条件改变后，根据v(正)与v(逆)的关系确定平衡移动的方向，得出结论。

答案：C

5．下列各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图象为( )

解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大。而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应该不变。

答案：A

6．可逆反应2M(g)＋N(g)2X(g)，根据表中的数据可判断选项中图象错误的是( )

P1(MPa)P2(MPa)

400 ℃99.6%99.7%

500 ℃96.9%97.8%

解析：根据表中数据可知同一压强下温度越高M的转化率越低，则正反应为放热反应；根据反应方程式可知同一温度下压强越大M的转化率越高，则A、B正确；增大压强平衡将向正反应方向移动，有v(正)>v(逆)，C错误；升高温度平衡将向逆反应方向移动，D正确。

答案：C