常见化学平衡图像题的解法

常见化学平衡图像题的解法【本讲教育信息】

一. 教学内容：

常见化学平衡图像题的解法

二. 教学目标

了解各类图像题的特点；

能用一定的方法审视解决化学平衡图像问题。

三. 教学重点、难点

审视解决化学平衡图像问题的方法及技巧

四. 教学过程：

根据化学平衡状态的特点以及条件对反应速率及化学平衡状态的影响，用数学上坐标轴的方法表示条件对反应速率、转化率、产率以及各物质的浓度、百分含量等相互关系的图像，称为化学平衡图像。

说明：

对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：

①看图像，认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。所谓看图像，是指：一看轴（即横坐标和纵坐标的意义），二看点（即起点、折点、交点和终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋势）等，这是解题的基础。

②紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。

③看清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反应，在条件与变化之间搭桥；也可以根据坐标的数据，判断反应物或生成物在方程式中的系数，或据此求反应速率。

④看清起点、拐点、终点，注意图像是否经过“原点”，即是否有“0”项，尤其是特殊点的意义，看清曲线的变化趋势。

⑤先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。

⑥定一议二。勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有多个变量时，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。

⑦注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系：某物质的转化率与其“百分数”相反。

【典型例题】

几种常见的图像：

1、浓度－时间图像：

说明：解这类题的关键是：

①何为反应物、生成物

②反应物、生成物的计量数关系

③是否为可逆反应

例1. 某一反应在一定条件下充分反应，一段时间后C、A、B之间的关系如图所示。试分析反应的化学方程式及A的转化率。

解析：根据图像可知：A、B随着反应的进行不断减少，但没有完全反应，而C随着反应的进行不断增加，因此，该反应是由A、B生成C的可逆反应，再由图像可知，每消耗1份A的同时，消耗2份B和生成3份C，则反应的方程式为：

A+2B 3C

则A的转化率为：已反应的A的量/原有A的总量×100%＝1/3×100%＝%

答案：反应的方程式为：A+2B 3C

A的转化率为%

例2. 今有正反应放热的可逆反应，若反应开始经t

1s后达平衡，在t

2

s时由

于反应条件改变，使平衡破坏，到t

3

s时又达平衡，如图所示，

（1）该反应的反应物是_________________

（2）该反应的化学方程式为_________________

（3）分析从t

2到t

3

时曲线改变的原因是（）

A、增大了X或Y的浓度

B、使用了催化剂

C、缩小体积，使体系压强增大

D、升高了反应温度

解析：①水平线代表平衡状态

②各物质的Δc呈反应系数比

③达到平衡前，一般反应物浓度减小，产物浓度增大

综上所述，反应物为X和Y，生成物为Z，三者的物质的量之比为：1：1：1，则该反应的方程式为：X+Y Z；

t 2到t

3

时，Z的值减少，X、Y的值增加，平衡逆向移动，该反应的正反应为

放热反应，升高温度平衡逆向移动，因此改变的条件为：升高温度。

答案：反应物为X和Y；方程式为：X+Y Z；改变的条件为D。

2、速率－时间图像：

说明：解这类题的关键是：

①看清起点、拐点、终点；

②理清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反应，在条件与变化之间搭桥；

③分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化。

例3. 对于反应A

（g）＋3B

（g）

2C

（g）

＋D

（g）

（正反应放热）；有如下图所示的

变化，请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。

解析：由于v正、v逆均有不同程度的增大，引起平衡移动的因素可能是：a.升高温度；b.增大压强。根据反应方程式，正反应是体积减小的放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，与图示相符；增大压强平衡向正反应方向移动，与图示不相符。故此题中引起平衡移动的因素是升高温度。

答案：引起平衡移动的因素是升高温度。正反应是体积减小的放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动。

3、某物质的转化率（或百分含量）-时间-温度（或压强）图：

说明：解这类题的关键是：

①看清起点、拐点、终点；

②先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，

此

时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。

③遵循“定一议二”原则。

④分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化；以及条件改变时对反应物的转化率（百分含量）的影响。

例4. 对于m A

（g）＋ n B

（g）

p C

（g）

△H＝QKJ·mol-1有如下图所示

的变化，

则：①P

1与P

2

的关系

是；

②m + n 与p的关系是；

③T

1与 T

2

的关系是；

④Q与 0 的关系是。解析：本题解答时应遵循两个原则：“先拐先平”“定一议二”原则。在温

度均为T

1时，P

2

达到平衡需要的时间短，因此P

2

>P

1

；压强越大，C的百分含量越

大，说明正反应是体积增大的反应，即m + n >p；在P

2保持不变时，T

1

达到平

衡需要的时间短，因此T

1> T

2

，温度越高，C的百分含量越小，而升高温度平衡

向吸热反应方向移动，说明正反应是放热反应，即Q小于0。

答案：P

2>P

1

；m + n >p；T

1

> T

2

；Q小于0。

4、某物质的转化率（或百分含量）-温度（或压强）图：