1、1热点 4 化学平衡中的图像图表【解法指导】1.解题思路化学反应速率与化学平衡图像是高考常考题型,一般考查速率(浓度)时间图像、含量(转化率)时间温度(压强)图像、恒温线(或恒压线)图像等。图像作为一种思维方法在解题过程中也有着重要作用,可以将一些较为抽象的知识,转化为图像,然后进行解决。看图像一看轴(即纵坐标与横坐标的意义),二看点(即起点、拐点、交点、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(如浓度变化、温度变化等)想规律 看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律作判断 通过对比分析,作出正确判断2.分析方法认清坐标系,
2、弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合;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;看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应,从而判断反应特点;注意终点,例如在浓度时间图像上,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;先拐先平数值大,例如在转化率时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大;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。3.解题策略从“断点”着手,当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,都可
3、能使速率时间图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点” 。根据“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况作出判断;从“拐点”入手,同一可逆反应,若反应条件不同,达到平衡所用的时间也可能不同,反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响,即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂;从曲线的变化趋势着手,对于速率温度(或压强)图像,由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大,反应速率会逐渐增大,因此图像上出现的是平滑的递增曲线,注意温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的,即要增大都增大,要减小都减小,反映到图像上,就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大
4、致相同。【热点演练】1.反应为 CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H” 、 “” 、 “” 、“” “a2 a1b2 b1t2 t1=t2 t1”或“”)。若在 150 时进行上述转化,理论转化率 (FeO)=_。在上述反应体系中,一定可以说明该反应达到平衡状态的是_(填标号)。A.体系的压强不变 B.CO 2 的 物质的量不变C.CO 的生成速率和消耗速率相等且不等于零 D.气体的平均摩尔质量不变根据化学反应原理,分析 CO2 还原器温度设置在 170 的原因_。12.碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是 CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。在三个容积均为
5、1L 的密闭容器中以不同的氢碳比 充入 H2和 CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) H,CO 2的平衡转化率与温度的关系如图所示。9氢碳比_,Q 点 v(正) _ v(逆),该反应的 H _0。(填“大于”或“小于”)若起始时,CO 2、H 2 的浓度分别为 0.5molL-1、l molL -1,则 P 点对应温度的平衡常数的值为_。P 点对应的平衡常数_Q 点对应的平衡常数(填“” 、 “”或“=”)参考答案1.【解析】设反应中消耗 xmolCO,由题意建立如下三段式:由 M 点 CH3OH 的体积分数为 10%可得关系式: 100%
6、10%,解得 x0.25,则 (CO)x3 2x 100%25%;该反应为气态物质分子数减小的放热反应,增大压强, (CH3OH)增大,升高温度,0.251 (CH3OH)减小,则由图可知, x 轴代表压强,Y 轴表示温度。【答案】25% 小 随着 Y 值的增大, c(CH3OH)减小,平衡 CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)向逆反应方向进行,故 Y 为温度由平衡时混合气体压强为初始气体压强的 0.8 得关系式:0.20.1 a2 a0.8(2 a0.22 a0.1),解10得: a0.3。该反应的平衡常数 K 270。平衡后在此基础上再向c N2 c2 CO2c2 NO c2 CO
7、0.30.620.220.12容器中充入 2a mol 的 N2、0.2 mol 的 NO 时,使容器内的压强增大,平衡向气体化学计量数减小的方向移动,即向右移动。根据图像知,改变某一外界条件,平衡向正反应方向移动,可增大反应物的浓度,也可增大压强。【答案】270 向右 增大反应物浓度或增大压强量减小,正确;由 图 象 可 知 , 减 小 CO 的 初 始 体 积 百 分 数 , 减 小 CaS 的 质 量 分 数 , 增 大 二 氧 化 硫的 排 放 , 错 误 ; 提 高 反 应 体 系 的 温 度 , 不 利 于 二 氧 化 硫 的 减 少 , 错 误 。 答 案 选 AB。4.【解析】
8、 a,b 两点温度相同,平衡常数相等。起始时投入 CH4和 CO2,随着反应的进行, v 正 (CH4)递减,v 逆 (CO)递增(从零开始),所以曲线甲表示 v 逆 -c(CO),曲线乙表示 v 正 -c(CH4);温度降低,反应速率减小,新平衡的平衡常数减小,则平衡逆向移动,CH 4的浓度变大( B 点),CO 的浓度变小( E 点)。【答案】= c 点与 b 点反应均未达到平衡,但 c 点温度高于 b 点,反应速率更快,相同时间内生成 CO 的量更多,所以 c 点 CO 的含量更高 乙 E B5.【解析】设 SO2、O 2起始物质的量分别为 2a mol、 a mol,转化物质的量为 2x mol、 x mol。2SO 2(g) +O2(g) 2SO3(g)起始/mol: 2 a a 0转化/mol: 2 x x 2x平衡/mol: 2 a-2x a-x 2x= ,解得 x=0.45a转化率= 100%=45% 2SO 2(g) +O2(g) 2SO3(g)起始/mol: 2 a a 0转化/mol: 2 x x 2x平衡/mol: 2 a-2x a-x 2x= ,解得 x=0.9a