化学平衡图像题的解题方法和技巧
- 格式:doc
- 大小:168.50 KB
- 文档页数:4
- 1 -【化学平衡图像解题方法】1.牢固掌握有关的概念与原理,尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲,正逆反应速率如何变化,化学平衡如何移动,在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。
要能够画出有关的变化图象。
2.对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。
升高温度时,v (吸)>v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。
例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。
例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
3.对于化学平衡的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒沙特列原理挂钩。
(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,在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点,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。
当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
【强化训练】:1.如下图所示,反应:X (气)+3Y (气)2Z (气)+热量,在不同温度、不同压强(P 1>P 2)下,达到平衡时,混合气体中Z 的百分含量随温度变化的曲线应为( )2.对达到平衡的可逆反应X+Y W+Z ,增大压强则正、逆反应速度(v )的变化如下图,分析可知X ,Y ,Z ,W 的聚集状态可能是( )A .Z ,W 为气体,X ,Y 中之一为气体B .Z ,W 中之一为气体,X ,Y 为非气体C .X ,Y ,Z 皆为气体,W 为非气体D .X ,Y 为气体,Z ,W 中之一为气体3.反应mA(固)+nB(气) eC(气)+fD(气),反应过程中,当其它条件不变时,C 的百分含量(C%)与温度(T )和压强(P )的关系如下图,下列叙述正确的是( )A.达到平衡后,加入催化剂则C%增大 B .达到平衡后,若升温,平衡左移C .化学方程式中n>e+fD .达到平衡后,增加A 的量有利于平衡向右移动4.反应aA(g)+bB(g) cC(g);△H=-Q ,生成物C 的质量分数与压强P 和温度的关系如下图,方程式中的系数和Q 值符合图象的是( )A .a+b<c Q>0 B.a+b>c Q<0 C.a+b<c Q<0 D.a+b=c Q>05.某可逆反应L (s )+G(g) 3R(g); △H>0,右图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。
三招破解化学平衡图像题三招破解化学平衡图像题反应速率和平衡图像是高考化学试题中的一种特殊题型,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。
当某些条件改变时,反应速率,浓度(或物质的量、百分含量、转化率等)可能发生变化,反映到图像上,相关的曲线就会出现渐变(曲线是连续的),或突变(曲线出现“断点”)。
因此,根据图像中曲线的变化趋势,结合条件对反应速率和平衡影响的规律,就可以作出正确判断。
2题型分类①由图像判断反应的热效应或反应前后气体物质的量的变化。
②由反应及图像判断图象中坐标或曲线的物理意义。
③由反应和图像判断符合图象变化的外界条件。
3破解方法3.1第一招:从“断点”突破当可逆反应达到平衡后,若某一时刻条件发生改变,如浓度、温度、压强或催化剂,都可以出现“断点”。
根据“断点”前后速率的大小。
即可对外界条件的变化做出判断。
例1某温度下,密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0达平衡后,改变条件对正、逆反应速率的影响如图所示:①加催化剂对反应速率影响的图像是___(填序号、下同)。
②升高温度对反应速率影响的图像是____。
③增大反应容器体积对反应速率影响的图像是___。
④增大O的浓度对反应速率影响的图像是___解析:图像A中“断点”前后,v′(正)和v′(逆)均增大,且v(逆)>v(正),表明平衡逆移,升温平衡逆移。
图像B中,“断点”前后,v′(正)增大,但v′(逆)是瞬间不变的。
且v′(正)>v′(逆),平衡正移。
增大O的浓度可使v′(正)瞬间变大,而v′(逆)瞬间不变,平衡正移。
图像C中,“断点”前后,v′(正)和v′(逆)同程度的增大,催化剂符合要求。
图象D中,“断点”前后,v′(正)和v′(逆)均减小,且v′(逆)>v′(正)平衡逆移,题目提供的反应中,减压,可使正、逆反应速率均减小,平衡逆移。
化学平衡图像的解题技巧一、考点知识网络建构1.解化学平衡图像题三步曲(1)看懂图像:看图像要五看。
一看面,即看清横坐标和纵坐标;二看线,即看线的走向、变化趋势;三看点,即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等;四看要不要作辅助线、如等温线、等压线;五看定量图像中有关量的多少。
(2)联想规律:联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)推理判断:结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息,根据有关知识规律分析作出判断。
2二个原则(1)先拐先平。
例如,在转化率一时间图上,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。
(2)定一论二。
当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系3.有关化学平衡图像的知识规律(1)对有气体参加的可逆反应,在温度相同的情况下,压强越大,到达平衡所需的时间越短;在压强相同情况下,温度越高,到达平衡所需的时间越短。
(2)使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率,改变到达平衡所需时间,但不影响化学平衡移动。
(3)同一反应中,末达平衡前,同一段时间间隔内,高温时(其他条件相同)生成物含量总比低温时生成物含量大;高压时(其他条件相同)生成物的含量总比低压时生成物的含量大。
(4)平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量增加,但生成物的浓度、质量分数以及反应物的转化率不一定增加。
4.解答图像类题目的注意事项(1)注意物质的转化率与其百分数相反。
(2)注意图像的形状和走向是否符合给定反应。
(3)注意图像是否过愿点。
(4)注意坐标格的数据,也可由它判断反应物或生成物在方程式里的系数,或据此求反应速率。
(5)注意抓两个变量间的关系,判断图像正确与否,可加辅助线,常在横坐标上画垂直线为辅助线来判断图像是否合理。
二、常见的平衡图像例析1. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质例1已知合成氨的反应为:在一定条件下达到化学平衡,现升高温度使平衡发生移动,下列图像中能正确描述正、逆反应速率(v)变化的是()2. 以物质的量(浓度)-时间(n(c)-t)图像描述可逆反应达平衡的过程例2在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量n随反应时间t变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是()A. 反应的化学方程式为2M NB.C、D.3.由化学反应方程式的特点,根据平衡移动原理,判断有关图像的正误,即平衡移动原理的应用。
化学平衡题的解题方法和技巧高中知识搜索小程序有关化学平衡的知识,是高中化学的一个难点,同时又是高考考查的重点,几乎每年高考都有。
掌握化学平衡题的基本方法和技巧,对解题起着事半功倍的效果。
常见的解题方法和思路有如下几种:一、常规方法找出可逆反应到达平衡的过程中,各物质的起始量、变化量和平衡量,然后根据条件列方程式解答。
例1:在一个固定容积的密闭容器中放入3molX气体和2molY气体,在一定条件下发生下列反应4X(气)+4Y(气) ⇌3Q(气)+nR(气)达到平衡后,容器内温度与起始时相同,混合气的压强比原来的增大10%,X的浓度减小则n值为()(A)4 (B)5(C)3 (D)7二、差量法:对于例1,根据题意,因为反应在一个恒温定容的容器内进行,但平衡时混合气体的压强比反应前增大,这就表明混合气体的物质的量较反应前增加了。
三、估算法:若换一个角度思考例1,则更显简单,由于X的浓度减少,所以平衡正向移动。
此时压强增大则意味着正反应方向为气体体积增大的方向,所以4+4<3+n,所以n>5。
答案为(D)。
例2:在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g)反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为()(A) 40% (B) 50%(C) 60% (D) 70%用基本方法可以算出答案为(A)。
若设计另外的途径通过B求A的转化率则显得更加简单。
因为A和B按1:2反应,而A、B又是等物质的量,所以A必然过量,设B完全转化则A只转化一半,故转化率为50%,但可逆反应的特点是反应物不能完全转化,所以A的实际转化率<50%,故答案为(A)。
四、守恒法:有些化学平衡问题,常可抓住某一元素守恒,通过设计另外的变化途径,使难以确定的问题变得有规律可循,从而化难为易,使问题得到解决。
例3:在某合成氨厂合成氨的反应中,测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:8:1,出口处N2、H3、NH3的体积比为9:27:8,则氮气的转化率为()(A) 75% (B) 50%(C) 25% (D) 20%此题刚一读题无从下手,但若从原子守恒的角度分析,便很容易得到解决。
化学平衡图像学案一、速度-时间图:可用于:1) 已知引起平衡移动的因素,判断反应是吸热或放热,反应前后气体体积的变化。
2) (例1引起平衡移动的因素是 ,平衡向 方向移动。
例2引起平衡移动的因素是,平衡向 方向移动。
例3 已知对某一平衡改变温度时有如下图变化,则温度的变化是 (升高或降低), 平衡向 反应方向移动, 正反应是 热反应。
练习1、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 由于v 正、v 逆均有不同程度的增大,引起平衡移动的原因 可能是 。
练习2、对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),改变压强时有如右图变化,则压强变化是 (或减小),平衡向 反应方向移动,m+n (>、<、练习3、对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)有如右图所示的变化,请分析t1时的改变原因可能是什么?并说明理由。
练习4、对于达到平衡的可逆反应: X + Y W + Z 图所示。
据此分析 X 、Y 、W 、Z 的聚集状态是( A. Z 、W 均为气态,X 、Y 中有一种为气体B. Z 、W 中有一种为气体,X 、Y 均为气体C. X 、Y 、Z 均为非气体,W 为气体t t t t t tD. X 、Y 均为气体,Z 、W 皆为非气体练习5、如图所示,合成氨反应:N 2(g )+3H 2(g )2NH 3(g )△H <0。
在某一时间段t 0~t 6中反应速率与反应过程的曲线图。
试回答下列问题:(1)合成氨反应已达平衡状态的时间段为: 。
(2)t 1~t 2时间段是改变的 条件使平衡向 方向 移动;t 4~t 5时间段是改变的 条件使平衡 向 方向移动。
(3)在此过程中,氨的百分含量最高的一段时间是 。
解题方法及思路(1)看图像:一看面(即纵坐标与横坐标的意义), 二看线(即线的走向和变化趋势), 三看点(即起点、折点、交点、终点),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等), 五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。
化学平衡图像题的解题方法和技巧化学平衡图像题是高考中一个重点,也是一个难点。
在高考中,出现某些涉及化学平衡图像试题,可以直接考查学生对观察能力结果的初步加工能力。
解图像题离不开识图、析图和解答。
识图是解题的基础,析图是关键,解答是目的。
而由于曲线和图形都包含着大量的信息,而这些信息往往是隐含的,学生必须对观察结果进行加工,才能总结出其中反映出的规律,提取出与考题有关的信息。
下面分类归纳各类图像题的解题方法和技巧。
1.速率~时间图这类图像定性地揭示了反应过程中v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征,以及平衡移动的方向。
解这一类题常分三步:①看起点首先要分清反应物和生成物,从起点应能看出起始加入是只有反应物、还是生成物,还是都有。
浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。
②看变化趋势要看清逐渐增大或逐渐减小的分别是正反应速率,还是逆反应速率;曲线是连续的,还是跳跃的,分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”、“变大”和“变小”、变化后是否仍然相等等情况;⑴浓度的影响增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变;⑵温度的影响对于可逆反应,改变温度时,吸热反应的速率受到的影响程度大:升高温度,v(吸)大增,v(放)小增;降低温度,v(吸)大减,v(放)小减;⑶压强的影响 a.对于体积可变的气体反应体系,方程式中气态物质化学计量数大的一侧,其反应速率受压强的影响程度大。
增大压强,v(正)、v(逆)都增大,气体体积之和(系数和)大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数;减小压强,v(正)、v(逆)都减小,气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。
b.对于体积不变的气体反应体系,改变压强时,正、逆反应速率会同等程度的改变。
⑷催化剂的影响使用正(负)催化剂,v(正)、v(逆)都增大(减小)且改变量相等。
化学平衡图像题的解题思路和要点摘要:由于化学平衡的图像问题不仅是对学生化学分析能力的考察,也是对学生化学平衡理论素养的考察,因此该类问题是学生感到比较犯难的一类问题。
本文将通过一些实例,对化学平衡问题中常见图像题进行深入的研究。
关键词:化学平衡;图像题;解题思路;要点1化学平衡图像题的解题思路和要点首先,看面。
看清直角坐标系平面中两坐标轴所表示的物理量。
一般纵坐标可以是某物质的百分含量、反应物的转化率、产物的产率、混合气体的平均摩尔质量、反应速率等;横坐标一般为反应时间、温度、压强等。
弄清曲线所代表的物理含义,明确纵坐标所示的物理量随横坐标所示的外界条件变化的趋势。
其次,找点。
把握图像中的特殊点,理解其含义,判断反应的特征或所处的状态。
第一,原点。
根据曲线是否经过原点,可判断反应起始特征。
第二,拐点。
曲线一般是连续光滑的,但出现拐点,说明反应到了一个新的状态,或反应过程中外界条件发生了改变。
第三,交点。
两曲线的交点表示在对应的条件下,纵坐标对应的物理量相等。
第四,线外的点。
在有些图像中,曲线上的点均表示平衡状态,而线外的点即表示非平衡状态。
再次,察线。
主要观察曲线的增减性、斜率、长短高低及连续性。
第一,增减性。
如图1表示某反应物的百分含量随温度的变化关系曲线是减函数,说明温度升高,反应物的百分含量减小,平衡正向移动,从而可判断该反应的正反应是吸热反应。
第二,斜率。
如图2中,正反应速率随压强变化的曲线比逆反应速率随压强变化的曲线斜率大,说明压强增大时,正反应速率的增幅比逆反应速率的增幅大,可判断该反应的正反应方向为气体体积减小方向。
即增大压强平衡正向移动。
第三,线的长短、高低。
如图3表示在不同温度下,转化率随时间变化的曲线,OA对应的线段OA'比OB对应的线段OB'短,说明T1温度时,OA达平衡的时间短,反应速率快,则有T1大于T2,再根据达平衡后T2线高于T1线,判断出温度低,反应物转化率高,该反应正反应为放热反应。
第四讲 化学平衡图像一、解答化学平衡图像题的一般方法化学平衡图像题,一是以时间为自变量的图像;二是以压强或温度为自变量的图像。
从知识载体角度看,其一判断化学平衡特征;其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程;其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征;其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。
①确定横、纵坐标的含义。
②分析反应的特征:正反应方向是吸热还是放热、气体体积是增大还是减小或不变、有无固体或纯液体物质参与反应等。
③分清因果,确定始态和终态;必要时可建立中间态以便联系始、终态(等效模型)。
④关注起点、拐点和终点,分清平台和极值点,比较曲线的斜率,把握曲线的变化趋势,抓住“先拐先平数值大”。
⑤控制变量:当图像中有三个变量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量之间的关系。
⑥最后检验结论是否正确。
二、常见化学平衡图像归纳:例:对于反应 mA (g)+nB (g) ⇌ pC (g)+qD (g),若 m+n >p+q 且ΔH >0。
1.v-t 图像增大反应物浓度,V 正>V 逆,平衡正向移动。
正反应吸热,升高温度,平衡正向移动。
m+n >p+q ,增大压强,平衡正向移动。
加催化剂,平衡不移动,减小到达平衡的时间。
2.v-p (T )图像由于m+n >p+q ,在平衡时继续加大压强,V 正>V 逆。
由于ΔH >0,在平衡时继续升温,V 正>V 逆。
3.c-t 图像先拐先平数值大,P 1斜率大,说明C 1的速率大,先拐说明先平衡,P 1>P 2。
先拐先平数值大,T 1斜率大,说明C 1速率大,先拐先平衡,T 1>T 2。
控制变量,正反应吸热,同一压强下,T1温度下C的浓度大于T2温度下C 的浓度,所以T1>T2。
控制变量,m+n>p+q,同一温度下,P1压强下C的浓度大于P2压强下C的浓度,所以P1>P2。
高中化学:化学平衡图像及解决化学平衡问题的方法一、化学平衡图像1、常见类型(2)c - t图像(3)c – p(T)图像(4)其他图像二、解决化学平衡问题的重要思维方法1、可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提,达到平衡时应是反应物和生成物共存的状态,每种物质的量不为零。
化学平衡的定量问题一般可用极限分析法推断,即假设反应不可逆,则最多生成产物多少,有无反应物剩余,过量物质余多少。
这样的极值点是不可能达到的,故可以用确定某些范围或在某范围中选择合适的用量。
2、“一边倒”原则:可逆反应,在条件相同时(等温等容),若达到等同平衡,其初始状态必须能互变,从极限角度看,就是各物质的物质的量要相当。
3、“不可混同”原则:不要将平衡的移动和速率的变化混同起来,平衡正向移动不一定是v(正)加快,v(逆)减慢;不要将平衡移动和浓度变化混同起来,平衡正向移动反应物不一定减少。
不要将平衡移动和反应物的转化率高低混同起来,平衡正向移动反应物转化率不一定提高。
4、“过渡态”原则:对于气体参加的可逆反应,在温度恒定的条件下,涉及体积与压强以及与平衡移动有关判断的问题时,可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。
这样能降低思维难度,具有变难为易、变抽象为直观的作用。
A. W、Z为气体,X、Y中有一种是气体B. X、Y、Z是气体,W是非气体C. Z、W中有一种是气体,X、Y均为非气体D. X、Y是气体,Z、W中有一种是气体解析:由图像可知,在增大压强的时刻,正、逆反应速率均增大且平衡逆向移动。
因此,方程式左边的系数之和小于右边的系数之和,故A正确。
答案:A例2、T℃时,A气体与B气体反应生成C气体。
反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示,若保持其他条件不变,则下列结论正确的是()(2)在(t1+10)min时,保持其他条件不变,增大压强,平衡向逆反应方向移动(3)T℃时,在相同容器中,若有0.4mol/L A、0.4mol/L B和0.2mol/L C反应,达到平衡后,C的浓度仍为0.4mol/L(4)在(t1+10)min时,保持压强不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动A. (1)(2)B. (3)(4)C. (1)(3)D. (2)(4)A. 开始时充入A和B,m + n > p + q,反应放热B. 开始时充入A和B,m + n < p + q,反应吸热C. 开始时充入C和D,m + n > p + q,反应吸热D. 开始时充入C和D,m + n < p + q,反应吸热解析:由(1)(2)两图可知,开始反应时,逆反应速率大于正反应速率(正反应速率为0),因此,开始时充入C和D。
化学平衡图像题的解题方法和技巧化学平衡图像题是高考中一个重点,也是一个难点。
在高考中,出现某些涉及化学平衡图像试题,可以直接考查学生对观察能力结果的初步加工能力。
解图像题离不开识图、析图和解答。
识图是解题的基础,析图是关键,解答是目的。
而由于曲线和图形都包含着大量的信息,而这些信息往往是隐含的,学生必须对观察结果进行加工,才能总结出其中反映出的规律,提取出与考题有关的信息。
下面分类归纳各类图像题的解题方法和技巧。
1.速率~时间图这类图像定性地揭示了反应过程中v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征,以及平衡移动的方向。
解这一类题常分三步:①看起点首先要分清反应物和生成物,从起点应能看出起始加入是只有反应物、还是生成物,还是都有。
浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。
②看变化趋势要看清逐渐增大或逐渐减小的分别是正反应速率,还是逆反应速率;曲线是连续的,还是跳跃的,分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”、“变大”和“变小”、变化后是否仍然相等等情况;⑴浓度的影响增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变;⑵温度的影响对于可逆反应,改变温度时,吸热反应的速率受到的影响程度大:升高温度,v(吸)大增,v(放)小增;降低温度,v(吸)大减,v(放)小减;⑶压强的影响 a.对于体积可变的气体反应体系,方程式中气态物质化学计量数大的一侧,其反应速率受压强的影响程度大。
增大压强,v(正)、v(逆)都增大,气体体积之和(系数和)大的一侧增加倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数;减小压强,v(正)、v(逆)都减小,气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。
b.对于体积不变的气体反应体系,改变压强时,正、逆反应速率会同等程度的改变。
⑷催化剂的影响使用正(负)催化剂,v(正)、v(逆)都增大(减小)且改变量相等。
③看终点分清消耗浓度和增生浓度,反应物的消耗浓度与生成物增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。
例1.在一密闭容器中发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),如图所示是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系。
回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是____________。
(2)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件?t1_____;t3_____;t4_______。
(3)下列时间段中,氨的体积分数最高的是()A.t2~t3B.t3 ~t4C.t4 ~t5 D.t5~t6解析:根据速率~时间图像中速率变化的特点进行分析:(1)由v(正)=v(逆)的速率关系,可知,达到化学平衡的时间。
所以在t0~t1,t2~t3,t3 ~t4,t5~t6时间段,体系处于平衡状态。
(2)反应起始时,v(正)=v(逆)说明反应体系已达到平衡状态。
在t1、t3 、t4时刻,速率突变,说明外界条件改变了,引起速率突变。
在t1时刻,其反应速率逐渐变化,且变化后,正反应速率大于逆反应速率,且逆反应速率瞬间不变,故可推测是增加了反应物的浓度。
在t3 时刻,条件改变后,正、逆反应速率增大倍数相同,而合成氨反应前后体积是变化的,故只能是使用了催化剂。
在t4时刻,正、逆反应速率均减小,减小后倍数不同,且速率是突变,由于减小后的反应速率是正反应速率大于逆反应速率,故不可能是减小压强,只能是降低温度。
(3)在t2~t6时间段内,增大反应物浓度平衡向正反应方向移动、使用催化剂平衡不移动、降低温度平衡也向正反应方向移动,故平衡中,氨的质量分数最大的应是改变条件最后的时间段。
答案:(1)t0~t1,t2~t3,t3 ~t4,t5~t6(2)增大反应物浓度;使用催化剂;降低反应温度(3)D巩固练习:1.右图是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),的平衡移动图,影响该平衡的原因是()A.升温,同时加压B.减压,同时降温C.增大反应物浓度,并作用催化剂D.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度2.对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W,在其他条件不变的情况下,增大压强,反应速率变化图像如右图所示,则图像中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为()A.Z、W均为气体,X、Y中有一种是气体B.Z、W中有一种是气体,X、Y皆非气体C.X、Y、Z、W皆非气体D.X、Y均为气体,Z、W中有一种为气体3.在密闭容器中充入A、B或G、H进行可逆反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)下v0 1 2 3 4 5 6图中(a )(b )分别表示在虚线所示部位改变温度和压强对化学反应速率与化学平衡的影响,则下列结论中正确的是( )A.开始时充入G和H,a +b <g +h ,正反应为吸热反应 B.开始时充入G和H,a +b <g +h ,正反应为放热反应 C.开始时充入G和H,a +b >g +h ,正反应为放热反应 D.开始时充入A和B,a +b >g +h ,正反应为放热反应2.浓度 ~ 时间图这类图像表明了各种反应物或生成物,或某一组成的浓度反应过程中的变化情况,此类图像往往可反应出化学反应速率与化学计量数的关系(①反应物的浓度在减小,在相同的时间里减小得越多,该物质在化学反应方程式中化学计量数越大。
②生成物的浓度在增多,在相同时间里增大得越多,该物质在化学反应方程式中化学计量数越大。
)或平衡移动方向,解这类题的方法和解第一类题类似,还是要注意曲线的起点、终点、折点(达平衡时刻)及变化趋势。
例2.右图表示800℃时,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况,t 1是达到平衡状态的时间,试回答:(1)该反应的反应物是_______________; (2)反应物的转化率是_______________; (3)该反应的化学方程式为___________。
解析:起始时A的的浓度为2.0mol/L ;B、C的浓度 为0,随着时间的推移,A的浓度降低为1.2mol/L ,C的浓度升高为1.2mol/L ,B的浓度升高为0.4mol/L 。
t 1时刻 后各物质浓度不再变化,说明反应已达到平衡,得出A为反应物,B、C为产物,它们浓度变化的差值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比:v A :v B :v C =△C (A ):△C (B ):△C(C )=0.8︰0.4︰1.2=2︰1︰3。
答案:(1)A (2)40% (3)2AB+3C3.三个变量的图像这类图像题的解答往往要遵守两个原则,即: ①定一议二由于平衡移动原理只适用于“单因素”改变,也就是说,图像中有三个变量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。
②先拐先平数值大在转化率(或某物百分含量)~时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡,那么其对应的温度或压强大。
(1)转化率(或某物百分含量)~ 温度(压强)~ 时间 图这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度(压强)下对时间的关系,解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时,应是化学反应达到平衡的特征。
例3.(2005·北京卷)在一定温度不同压强(p 1<p 2)下可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ω)与反应时间(t )的关系有以下图示,正解的是( )解析:图像中曲线和横轴平行,表明反应已达平衡。
在其他条件不变时,对于有气体参加的可逆反应,压强越大,达到平衡的时间越短。
由题已知条件,一定温度不同压强,p 1<p 2说明在压强p 2时可逆反应达到平衡的时间短,B、D选项正确。
在其他条件不变时,对于有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡向体积减小的方向移动。
可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)是一个正反应为体积增大的反应,所以增大压强,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时ψ(Z)的体积分数减小,那么只有B选项正确。
正确答案:B例4.同压、不同温度下的反应:A(g )+B(g )C(g )+Q。
A的含量ψ(A)和温度的关系如右图所示,下列结论正确的是( )A.T1>T2,Q<0 B.T1>T2,Q<0 C.T1>T2,Q>0D.T1<T2,Q>0 解析:其他条件不变的情况下,升高温度加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间。
由图像可知,T1温度下,反 应先达平衡,所以T1>T2。
在其他条件不变的情况下,升 高温度,平衡向吸热方向移动,降低温度,平衡向放热方 向移动。
因为T1>T2,达平衡下A的含量较大,即A的转 化率降低,所以升高温度时,平衡向逆反应方向移动。
因此该反应的正方向为放热反应,即Q>0。
正确答案:C巩固练习:(g )c C(g)+2 1)t(时间) 2 1 ω Aω Bω Cω Dψ浓度 mol/L时间10.1.2.(1)压强p1_______p2(填“>”或“<”)(2)(a+b)______(c+d)(填“>”或“<”)(3)温度T1℃______T2℃(填“>”或“<”)(4)正反应是_______热反应。
(2)转化率(或某物百分含量)~压强~温度图该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(反应物或生成物)或反应物的转化率,横坐标为温度或压强。
解答此类图像问题,往往可作辅助线——恒压线或恒温线,然后进行定一议二,从而可解决问题。
例5.(2005高考全国卷Ⅰ)右图是温度和压强对X+Y2Z反应影响的示意图。
图中横坐标表示温度,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.上述可逆反应的正反应为放热反应B.X、Y、Z均为气态C.X和Y只有一种气态,Z为气态D.上述反应的逆反应的△H>0解析:从对曲线的观察中我们可以得知,曲线反映的是温度、压强与Z的体积分数之间的关系,然后利用“定一议二”:①看一条等压线,随着温度的升高,Z的体积分数增大,说明平衡向正反应方向移动,运用温度对化学平衡移动的影响规律,升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
可知正反应为吸热反应△H>0,那么逆反应就为放热反应△H<0;②作一条等温线,随着压强的增大,Z的体积分数降低,说明平衡向逆反应方向移动。
运用压强对化学平衡移动的规律,增大压强,平衡向体积减小的方向移动,可知该反应的逆反应为体积减小的反应,那么该反应的正反应为体积增大的气体反应体系,且Z的体积分数降低,说明Z一定为气体,那么X和Y只有一种为气态。
综合上述分析,正确答案为C。
例6.对于可逆反应:mA(g)+nB(g)+qD(g),(m、n、p、q均为为化学计量数),根据图示曲线回答:(1)正反应是________热反应。
(2)m+n______p+q(填“>”“<”“=”)。
(3)若将纵坐标A的转化率换成A在平衡混合物中的质量分数,则逆反应是______热反应,m+n______p+q(填“>”“<”“=”)。