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【步步高】2014屆高三化學一輪總復習 第七章 專題講座七 用數(shù)形結(jié)合的思想探究化學平衡圖像 新人教版

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【步步高】2014屆高三化學一輪總復習 第七章 專題講座七 用數(shù)形結(jié)合的思想探究化學平衡圖像 新人教版

專題講座七用數(shù)形結(jié)合的思想探究化學平衡圖像1圖像類型(1)濃度時間圖:此類圖像能說明平衡體系中各組分在反應(yīng)過程中的濃度變化情況。如ABAB反應(yīng)情況如圖1所示,解該類圖像題要注意各物質(zhì)曲線出現(xiàn)折點(達到平衡)的時刻相同,各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學方程式中的化學計量數(shù)關(guān)系。(2)速率時間圖:如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況,解釋原因:AB段(v漸增),因反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨反應(yīng)的進行,溫度漸高,導致反應(yīng)速率增大;BC段(v漸小),則主要原因是隨反應(yīng)的進行,溶液中c(H)逐漸減小,導致反應(yīng)速率減小。故分析時要抓住各階段的主要矛盾,認真分析。(3)含量時間溫度(壓強)圖:常見形式有如下幾種。(C%指生成物的質(zhì)量分數(shù);B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分數(shù))(4)恒壓(溫)線(如圖3所示):該類圖的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(),橫坐標為溫度(T)或壓強(p),常見類型如下所示:(5)其他:如圖4所示曲線是其他條件不變時,某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系曲線,圖中標出的1、2、3、4四個點,表示v正>v逆的點是3,表示v正<v逆的點是1,而2、4點表示v正v逆。2解題步驟3解題技巧(1)先拐先平在含量(轉(zhuǎn)化率)時間曲線中,先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡,說明該曲線反應(yīng)速率快,表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。(2)定一議二當圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系,有時還需要作輔助線。(3)三步分析法一看反應(yīng)速率是增大還是減小;二看v正、v逆的相對大??;三看化學平衡移動的方向。題組一濃度時間圖像1已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))?,F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為1 L的恒溫密閉容器中,反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:(1)圖中共有兩條曲線X和Y,其中曲線_表示NO2濃度隨時間的變化;a、b、c、d四個點中,表示化學反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是_。(2)前10 min內(nèi)用NO2表示的化學反應(yīng)速率v(NO2)_mol·L1·min1;反應(yīng)進行至25 min時,曲線發(fā)生變化的原因是_。(3)若要達到與最后相同的化學平衡狀態(tài),在25 min時還可以采取的措施是_。A加入催化劑 B縮小容器體積C升高溫度 D加入一定量的N2O4答案(1)Xbd(2)0.04加入了0.4 mol NO2(或加入了NO2)(3)BD解析(1)曲線X在010 min達到平衡時濃度變化了0.4 mol·L1,而曲線Y在010 min達到平衡時變化了0.2 mol·L1,所以可得X曲線為NO2的濃度變化曲線;達到平衡時濃度不再隨時間而發(fā)生變化,所以b、d點均表示反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。(2)NO2在010 min達到平衡時濃度變化了0.4 mol·L1,所以用NO2表示的反應(yīng)速率為0.04 mol·L1·min1;而在25 min時,NO2的濃度由0.6 mol·L1突變?yōu)?.0 mol·L1,而N2O4的濃度在25 min時沒有發(fā)生改變,所以可得此時改變的條件是向容器中加入了0.4 mol NO2。(3)加入NO2后平衡正向移動,所以若要達到與最后相同的化學平衡狀態(tài),還可通過增大壓強,使平衡也同樣正向移動;或者采取降低溫度的方法,使平衡正向移動;也可以向容器中充入一定量N2O4,因為這樣相當于增大容器中氣體的壓強,使得NO2的轉(zhuǎn)化率提高,即達到與最后的平衡相同的平衡狀態(tài)。題組二含量(轉(zhuǎn)化率)時間溫度(壓強)圖像2密閉容器中進行的可逆反應(yīng):aA(g)bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,混合氣體中B的質(zhì)量分數(shù)w(B)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()AT1<T2,p1<p2,ab>c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BT1>T2,p1<p2,ab<c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)CT1<T2,p1>p2,ab<c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)DT1>T2,p1>p2,ab>c,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)答案B解析當圖像中有三個變量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系,這叫做“定一議二”。解答該題要綜合運用“定一議二”和“先拐先平”的原則。由(T1,p1)和(T1,p2)兩條曲線可以看出:溫度相同(T1),但壓強為p2時達到平衡所需的時間短,即反應(yīng)速率大,所以p2>p1;壓強較大(即壓強為p2)時對應(yīng)的w(B)較大,說明增大壓強平衡逆向移動,則ab<c。由(T1,p2)和(T2、p2)兩條曲線可以看出:壓強相同(p2),但溫度為T1時達到平衡所需的時間短,即反應(yīng)速率大,所以T1>T2;溫度較高(即溫度為T1)時對應(yīng)的w(B)較小,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。題組三恒溫線(或恒壓線)圖像3有一化學平衡mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),如圖表示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是()A正反應(yīng)是放熱反應(yīng);mn>pqB正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);mn<pqC正反應(yīng)是放熱反應(yīng);mn<pqD正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);mn>pq答案D解析圖像中有三個量,應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間的關(guān)系。定壓強,討論T與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:同一壓強下,溫度越高,A的轉(zhuǎn)化率越高,說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);定溫度,討論壓強與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:同一溫度下,壓強越大,A的轉(zhuǎn)化率越高,說明正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng),即mn>pq。題組四速率、平衡綜合圖像4下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應(yīng)速率和化學平衡影響的圖像,其中圖像和實驗結(jié)論表達均正確的是()A是其他條件一定時,反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)H<0B是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學反應(yīng)速率隨時間變化的圖像C是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像,a是使用催化劑時的曲線D是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖像,壓強p1>p2答案C解析根據(jù)圖像,升高溫度,平衡正向移動,正反應(yīng)H>0,A錯;反應(yīng)實質(zhì)是Fe33SCNFe(SCN)3,K和Cl不參加化學反應(yīng),KCl濃度增大不影響化學平衡,B錯;使用催化劑,反應(yīng)速率加快,先達到平衡,C正確;此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的化學反應(yīng),改變壓強不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,且由于不斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,D錯。5某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)xB(g)2C(g),達到平衡后,在不同的時間段,分別改變影響反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率分別隨時間的變化如下圖所示:下列說法中正確的是()A3040 min間該反應(yīng)使用了催化劑B反應(yīng)方程式中的x1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C30 min時降低溫度,40 min時升高溫度D8 min前A的反應(yīng)速率為0.08 mol·L1·min1答案D解析A項,若使用催化劑,則化學反應(yīng)速率加快,A不正確;由物質(zhì)的量濃度時間圖像可知,A、B的濃度變化相同,故A、B的計量數(shù)相同,都為1,由反應(yīng)速率時間圖像可知,30 min時改變的條件為降壓,40 min時改變的條件為升溫,且升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。8 min前A的反應(yīng)速率為(2.0 mol·L11.36 mol·L1)/8 min0.08 mol·L1·min1。題組五其他類圖像6將I2溶于KI溶液中,能配制成濃度較大的碘水,主要是發(fā)生了反應(yīng):I2(aq)I(aq)I(aq)。該平衡體系中,I的物質(zhì)的量濃度與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(曲線上的任何一點都代表平衡狀態(tài))。下列說法正確的是()A反應(yīng)速率:vM>vPB平衡常數(shù):KN<KPCM、N兩點相比,M點的c(I)大DQ點時,v正>v逆答案D解析A中,溫度越高,反應(yīng)速率越大,vM<vP;B中,由題圖可知,升溫,c(I)減小,所以平衡常數(shù):KN>KP;C中,M、N兩點相比,M點溫度低于N點溫度,升溫,平衡左移,所以M點的c(I)小。7在容積相同的密閉容器內(nèi),分別充入同量的N2和H2,在不同溫度下,任其發(fā)生反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g),并分別在t秒時測定其中NH3的體積分數(shù),繪圖如右:(1)A、B、C、D、E五點中,尚未達到化學平衡狀態(tài)的點是_。(2)此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是_反應(yīng)。(填“放熱”或“吸熱”)。(3)AC段的曲線是增函數(shù),CE段曲線是減函數(shù),試從反應(yīng)速率和平衡角度說明理由。_。答案(1)AB(2)放熱(3)AC段:反應(yīng)開始v正>v逆,反應(yīng)向右進行生成NH3。CE段:已達平衡,升溫使平衡左移,NH3%變小6

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