摘要：aA (一)化学平衡的图象问题研究 1. 作用:化学反应速率和化学平衡的有关理论具有一定的抽象性..运用各种图象能直观地反映可逆反应的变化规律及特点..能从定性和定量两方面来分析和研究变化的因素.方向和程度. 2.方法: (1)注重纵坐标和横坐标所对应的物理量.,只要其中一个物理量改变.就可能导致图象的改变. 例如 对一可逆反应从起始到达平衡.某反应物的A的百分含量).A的转化率aA分别对时间作图.曲线正好相反. t t1 t A的百分含量与时间关系 A的转化率与时间关系 (2)弄清纵坐标和横坐标两种物理量之间的相互关系..作图或析图时要注意变化的方向.趋势.程度..如考虑是直线还是曲线?是上升还是下降?到一定时是否会不再改变?若是两条或两条以上的直线.斜率是否相同?若是两曲线.它们的曲率是否相等?--这一系列的问题必须思考清楚.. (3)抓住关键的点:如原点.最高点.最低点.转折点.交点等..同样有一系列问题值得去好好思考.如该不该通过原点?有没有最高点?为何有转折点.交点等?3.图象类型 纵坐标--反应速率或某成分的百分含量(A%) 或某反应物的转化率(aA) 特点: ①可逆反应从非平衡到达平衡以前.v.C.A% .aA均随时间(t)变化.到达平衡后.则不随时间而改变..图象中一定将出现平行于横坐标的直线.简称“平台 . ②出现转折“平台 的先后取决于达到平衡所需要的时间.而时间的长短又取决于反应速率的大小. 温度越大.V正.V逆越大.t越小 压强越大.V正.V逆越大.t越小 T.P一定.使用正催化剂后V正.V逆均增大.t缩小. ③“平台 的相对高低.则由外界条件对平衡的影响来决定.“平台 越高.说明条件越有利于纵坐标对应物理量的提高.反之.则不利. 故可根据图象特点来分析可逆反应特点. 例1 已知某可逆反应mA+Q在密闭容器中进行反应.测得在不同时间t.温度T和压强P与反应物B在混合气中的百 分含量B%的关系曲线如图所示. A.T1＜T2,P1＞P2,m+n＞P,Q＜0 B.T1＞ T2,P2＞P1,m+n＜P,Q＜0 C.T2＞ T1,P2＞P1,m+n＜P,Q＜0 D.T1＞ T2,P2＞P1,m+n＞P,Q＞0 解析:①根据达到平衡的时间长短,可断定 T2＜T1,P2＞P1 ②根据“平台 高低.可断定 低温有利于B%增大.说明逆反应是放热反应.即正反应为吸热.Q＜0 高压有利．B%增大,说明增大压强,平衡逆移.故m+n＜P. 由此可知.本题答案: 例2 如图所示,a曲线表示一定条件下可逆反 应:X+Q的反应过程中X 的转化率和时间的关系.若使a曲线变为b曲线,可 采取的措施是 [ ] A.加入催化剂 B.增大Y的浓度 C.降低温度 D.增大体系压强 解析:①达平衡所需时间b＜a 正逆反应速率Vb ＞Va ②改变条件后ax不变 平衡不移动 ③该可逆反应ΔVg＝0 可加催化剂或加压 答案: 在反应速率图象中.在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后.V正.V逆的变化有两种: V正.V逆同时突破--温度.压强.催化剂的影响 V正.V逆之一渐变--一种成分浓度的改变 现图示如下: 图 改变条件 增加反应物浓度 降低生成物浓度 升温或加压(Δng≠0) 降温或减压(Δng≠0) 使用正催化剂或加压(Δng＝0) 使用负催化剂或减压(Δng＝0) (5)在浓度C-时间t图象中 改变温度瞬间.各物浓度不变.故平衡虽破坏.但各物质的浓度变化均连续. 改变压强瞬间.各物质浓度均突变.加压--突增.减压--突减. 改变某一成分浓度时.该成分浓度突变.其它物质不变.故变化是连续的. 例 3. 可逆反应N2+3H2 2NH3+Q,从反应开始经t1秒达平衡状态.因条件改变.平衡在t2秒时发生移动.在t3秒时.又达到新的平衡状态.试根据t2-t3秒曲线判断.下列图1.图2所表示的平衡移动方向和变化条件各是什么? 图1 图2 解析 图1中t2-t3曲线与原来连续变化.说明只可能为改变 引起.NH3浓度下降,H2浓度增大,说明平衡是逆向移动,故变化的条件是 . 图2中 ,t2时改变条件前后NH3­的浓度连续变化.而N2浓度突变.说明只能是增加 浓度引起.平衡正向移动. 例 5.气态反应A+B C+D,其它条件不变.在有催化剂条件时的反应过程中,有关的量的变化情况错误的是[ ] 解析:使用催化剂.同等程度改变正逆反应速度.缩短达到平衡所需时间.但不改变平衡状态.故不论有无催化剂.达到平衡时同一成分的百分含量相同.所以选项A错 对.选项D中似乎达平衡所需时间长短合理.但使用催化剂.反应速率不但不增大.反而减小.显然不合理.本题正确选项: 例6..2.右图为条件一定时,反应 2NO+O2 2NO2+Q中NO的最大转 化率与温度变化关系曲线图,图中有A.B.C.D. E五点.其中表示未达到平衡状态.且V正＜V逆的 点是[ ] A.B和C B.A和E C.E D.A和C 解析:当条件一定时.反应的最大转化率一定是达平衡状态时.该图像与初中所学的溶解度曲线很相似.A.D所在的曲线上所有的点均为平衡时的状态.曲线上下的点均为非平衡时的状态.反应从非平衡自发达平衡.从图中可看出.B.C所在状态的转化率小于该温度平衡时.说明反应正向 方向移动.即V正＞V逆.而E所在状态的转化率大于该温度平衡时的.说明反应正向逆反应方向移动.即V正＜V逆.故本题选 .. (2)横标--温度T 纵标--百分含量A% 或转化率aA 或反应速率C 特点:①横坐标为T时.纵标对应的各物理量均随T变化而变化. ②若测得在不同温度下经过足够长时间达平衡时A%.αA.C均随T单调变化. ③若测得在不同温度下经过同一时间在某一时刻测得A%.αA.C随T变化而可能呈现先上升→达最高点→ 下降的变化趋势 例7． 下图表示外界条件的变化对下列反应的影响. L-Q 在图中Y轴是指 A.平衡混合气中R的质量分数 B.平衡混合气中G的体积分数 C.G的转化率 D.L的转化率 解析 由图象可知:T↗,Y↓. G%↓,R%↗. 由反应可知:T↗,平衡正移. 反应物α↗. 答案: 例5 在容积相同的五个密闭容器中分别放 入同量的A2和B2.在不同温度下同时任其发生 反应:A2(g)+3B2(g) 2AB3(g).分别在 某一同时刻测得其中AB3所占的体积分数变化 如图所示.下列说法不正确的是 [ ] A.正反应是放热反应 B.E.F二点尚未达到平衡 C.H.I二点尚未达到平衡 D.G.H.I三点可能已达平衡状态 解析 随着温度的升高反应速率加快.从G到H.I.AB3%所占的体积分数降低.能得出正反应是放热反应,E.F两点AB3%比G点低.原因是低温下反应速率慢.反应未达平衡状态.选 (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. 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.余多少.这样的极值点是不可能达到的.故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量. 例3 在一定温度下将1 molCO和1mol水蒸气放在密闭容器中反应:CO+H2O CO2+H2,达平衡后测得CO2为0.6mol.再通入4mol水蒸气.达新平衡后CO2的物质的量可能是[ ] A.0.6mol B.1mol C.0.8mol D.1.2mol 解析 加入H2O(g)平衡正移.n·CO2＞0.6mol但不可能任意增大,根据“不为零 原则.1molCO即使完全反应也只可能生成1molCO2.所以0.6mol＜nCO2＜1mol.答案 合适． 2.“一边倒 原则 可逆反应.在条件相同时.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.因此可以采用一边倒的原则来处理以下问题: (1)化学平衡等同条件+bB ①始 a b 0 平衡态Ⅰ ②始 0 0 c 平衡态Ⅱ ③始 x y z 平衡态Ⅲ 为了使平衡Ⅲ ＝Ⅱ＝Ⅰ 根据“一边倒 原则.即可得 x+z＝a +＝1 y+z＝b +＝1 例8 温度.催化剂不变.向某一固定体积的密闭容器内按下列各组物质的量加入H2.N2.NH3.反应达平衡时,氨气浓度最大的一组是[ ] A B C D H2 6 1 3.5 5 N2 2 0 1 1.5 NH3 0 4 2 1 解析 2NH3 N2+3H2.根据反应“一边倒 换算. B 0 2 6+1＝7 C 0 2 3+3.5＝6.5 D 0 2 1.5+5＝6.5 由此可知.符合题意的是

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