文档介绍：(四) 化学平衡图像的分类突破
(对应学生用书第145页)
[试题背景分析]
化学平衡的图像是全国卷命题的热点,主要以Ⅱ卷非选择题为主。图像中蕴含着丰富的信息,具有简明、直观、形象的特点,命题形式灵活,难度不大,解题的关键是根据反应特点,明确反应条件,认真分析图像,充分挖掘蕴含的信息,紧扣化学原理,找准切入点解决问题。
[试题分类探究]
速率—压强(或温度)图像
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,压强增大,正反应速率增大得快,平衡正向移动。
[对点训练]
(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( )
【导学号:95160232】
C [根据化学反应特点,升温平衡向正向移动,但v正、v逆均增大,加压平衡向逆向移动,v逆>v正。]
2.(2018·西安模拟)现有下列两个图像:
下列反应中符合上述图像的是( )
(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0
(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0
B [由左边的图像可知,温度越高生成物的浓度越大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应;由右边图像可知,相交点左边未达平衡,相交点为平衡点,相交点右边压强增大,平衡被破坏,v逆>v正,平衡向逆反应方向移动,说明正反应为气体物质的量增大的反应;综合上述分析可知,可逆反应正反应为吸热反应且正反应为气体物质的量增大的反应。N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,为放热反应,正反应是气体物质的量减小的反应,A不符合;2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0,为吸热反应,正反应是气体物质的量增大的反应,B符合;4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,正反应是气体物质的量增大的反应,但为放热反应,C不符合;H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0,为吸热反应,但正反应是气体物质的量减小的反应,D不符合。]
转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)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系数的关系。[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。
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,平衡逆向移动,正反应为放热反应。
②图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正向移动,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。
[对点训练]
3.(2017·郑州一模)一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+O2(g)2NO(g)。如图中曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化(不改变反应物的量)。下列叙述正确的是( )
【导学号:95160233】
,该反应平衡前后混合气体的密度不发生变化
,该反应的平衡常数K=
C [该反应为气体分子数不变的反应,压强对反应限度无影响,则曲线a、b对应的反应只能为在不同温度下进行的反应,A项错误;两种条件下反应达到平衡时N2的浓度不同,说明反应的限度不同,则改变的条件不是加入了催化剂,B项错误;容器体积不变,反应体系中的物质全部为气体,故平衡前后容器中混合气体的密度不变,C项正确;根据三段式可求温度为T时该反应的平衡常数:
N2(g) + O2(g)2NO(g)
起始/(mol·L-1) c0 c0 0
转化/(mol