1、大专题冲关(四) 化学平衡图像题的突破方法,化学平衡图像类试题是高考的热点题型,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。,一、常规化学平衡的图像类型 1.浓度时间图像,2.含量时间温度(压强)图像 常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量,B%指反应物的百分含量。,3.恒温(压)线,典例共研,【例1】 (2017山东滕州高三联考)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中p表示压强,T表示温度,n
2、表示物质的量)。,根据以上规律判断,下列结论正确的是( ) A.反应:H0,p2p1 B.反应:H0,T2T1或HT1,解析:反应中温度降低,A的平衡转化率升高,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,Hp1,A错误;反应中T1温度下反应先达到平衡,说明T1T2,温度降低,n(C)增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,HT1,则温度高,A的平衡转化率增大,说明正反应是吸热反应,H0,D错误。,答案:C,解决化学平衡图像题的步骤,答题模版,【例2】 (2017山东陵城一中阶段性检测)已知可逆反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H=-1 025 k
3、Jmol-1。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( ),解析:该反应放热,升高温度,平衡左移,一氧化氮的含量减少,A正确;增大压强,平衡左移,一氧化氮的含量减少,B正确;使用催化剂,缩短反应达平衡时间,平衡不移动;一氧化氮的含量不变,C正确;温度升高,平衡左移,NO含量减少,D不正确。,答案:D,1.先拐先平 在含量(转化率)时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 2.定一议二 当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。 3.三步分析法 一看反应速率是增大还是减小;二看v正、
4、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。,方法规律,二、几种特殊图像 1.对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),M点前,表示化学反应从反应物开始,则v正v逆;M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A%增大(C%减小),平衡逆向移动,H0。,2.对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点),A%大于此压强时平衡体系中的A%,E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态,所以,E点v正v逆;则右下方(F点)v正v逆。,典例共研,【例3】 捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目
5、前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:,请回答下列问题: (1)H3与H1、H2之间的关系是:H3= 。,解析:(1)根据盖斯定律,把反应2-反应,即得反应,所以H3=2H2-H1。,答案:(1)2H2-H1,(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
6、 H3 0(填“”“=”或“”)。 在T1T2及T4T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是 。,反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。,解析:(2)由图1知,在T3前,反应未达平衡状态,到达T3后才达平衡状态,而T3后随温度升高,CO2的浓度变大,所以温度升高,平衡逆向移动,所以正向反应放热,H30。 在T1T2区间,此时反应未达平衡状态,所以随着反应的进行,CO2浓度降低,而在T4T5区间,反应已达平衡,由于该反应正向放热,
7、此时随温度升高,平衡逆向移动,则CO2浓度升高。 由图2的曲线可知,t1时反应在T1温度下已达平衡,若此时迅速升温到T2,则平衡将逆向移动,由于(NH4)2CO3溶液的碱性比NH4HCO3溶液的碱性强,所以pH增大,但无论平衡怎样移动,都不会将最初放入的(NH4)2CO3全部反应掉,所以其pH低于最初反应物全部是(NH4)2CO3时的pH。,答案:(2) T1T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获 ,(3)利用反应捕获CO2,在(N
8、H4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有 (写出2个)。 (4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。 A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2,解析:(3)提高CO2的吸收量,即要求反应平衡正向移动,该反应正向放热,所以可以采取降温或增加CO2浓度的方式。 (4)可作为CO2的捕获剂的即是可以吸收CO2气体的物质,由于CO2是酸性气体,故可采用碱性物质吸收,B、D均可。,答案:(3)降低温度;增加CO2浓度(或分压) (4)BD,训练突破,1.(2017山东淄博淄川中学高二期末)下列反应中符合图像的是( ),A,解析:
9、由第一个图像可知,升高温度生成物的浓度增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应吸热,可排除B、C选项,由第二个图像可知,压强增大,逆反应速率大于正反应速率,说明压强增大平衡向逆反应方向移动,则反应物的气体的化学计量数之和需小于生成物的气体的化学计量数之和,可排除D选项。,2.(2018四川成都七中月考)在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和 1 mol Y,发生反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g),反应过程持续升高温度,测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( ) A.Q点时,Y的转化率最大 B.升高温度,平衡常数增大 C.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 D.平衡
10、时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数增大,A,解析:从开始到Q点是正向建立平衡的过程,转化率逐渐增大,从Q点到M点升高温度,平衡向左移动,X的转化率降低,Q点最大,A正确;分析图像,X的体积分数先减小到最低,这是化学平衡的建立过程,后增大,这是平衡的移动过程,升高温度,X的体积分数增大,说明升温平衡左移,平衡常数减小,B错误;M点温度高,故反应速率快,C错误;反应前后气体的物质的量不变,平衡时充入Z,所达到的平衡与原平衡等效,Z的体积分数不变,D错误。,3.导学号 96656150 某化学小组研究在其他条件不变时,改变密闭容器中某一条件对A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响
11、,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)下列判断正确的是( ) A.若T2T1,则正反应一定是放热反应 B.达到平衡时A2的转化率大小为bac C.若T2T1,达到平衡时b、d点的反应速率为vdvb D.在T2和n(A2)不变时达到平衡,AB3的物质的量大小为 cba,D,解析:若T2T1,由图像可知,温度升高生成物的物质的量增大,说明升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故A错误;根据图像可知,a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大,对于可逆反应来说,增大一种反应物的物质的量或浓度,另一种反应物的转化率会增大,则达到平衡时A2的转化率大小为aT1,达到平衡时b、d点的反应速率为vbvd,故C错误;对于可逆反应来说,增大一种反应物的物质的量或浓度,有利于平衡向正反应方向移动,生成物的物质的量增多,所以达到平衡时,AB3的物质的量大小为cba,故D正确。,
