1、上海高中化学第一轮复习 第08讲 化学平衡图像2020年上海高中化学第一轮复习 第08讲 化学平衡图像知识梳理1.浓度(物质的量)-时间曲线 该类曲线多用于判断反应物与生成物的化学计量数之比、计算化学平衡常数等。右图为n-t曲线，在图像中注意观察以下几点：各物质的量在变化中增加还是减少： X、Y减少了，则为反应物，Z增加了，则为生成物。相同时间内变化量的比例关系： X、Y、Z变化量之比为0.3:0.1:0.2，即化学计量数之比为3:1:2在哪个时间达到化学平衡：需在该时间段，各物质的物质的量或者浓度保持不变。利用写出相应化学方程式。利用中平衡时的浓度计算该温度下化学平衡常数。2.速率-时间曲线
2、根据正逆反应速率与时间的曲线，判断平衡的时间段，及达到平衡后改变了何种条件导致平衡被破坏。以下说明以N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)+Q为例。（1）浓度 规律 增加反应物浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡朝着正向移动；减少反应物浓度或增加生成物的浓度，都可以使平衡朝着逆向移动。 理解 增加反应物浓度或减少生成物的浓度，使 V,(正) V,(逆) 平衡正向移动；减少反应物浓度或增加生成物的浓度，使 V,(正) V,(扩大体积) 平衡向缩小体积的方向移动；减少压强，使正逆反应速率均减小，使 V,(缩小体积) 0）t1时刻，引起平衡移动的因素是反应物的浓度增大；t2时刻，引起平衡移动的
3、因素是NH3的浓度减小；t3时刻，引起平衡移动的因素是压强增大；t4时刻，引起平衡移动的因素是温度减小；t5时刻，引起平衡移动的因素是使用催化剂；如果是浓度时间图像，则阴影部分面积表示N2物质的量浓度额减少量。 如果是气体体积不变的反应，t4时刻的因素也可能是压强增大。3.转化率、摩尔质量、体积分数-时间曲线N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q （Q 0）为例，开始时加入一定量氮气和氢气，一段时间后达到平衡。转化率：开始时，反应物还未进行反应，转化率为0，随着反应的进行，转化率逐渐增大，达到平衡后，转化率不再变化，如图(A)。摩尔质量：开始时，摩尔质量是氮气和氢气的平均值，大于
4、0，随着反应的进行，气体质量不变，物质的量逐渐减小，则平均摩尔质量逐渐增大，如图(B)。体积分数：开始时，氮气和氢气体积分数大于0，随着反应的进行，逐渐被消耗，体积分数逐渐减小，达到平衡后保持不变，氨气开始时，体积分数为0，之后逐渐增大，达到平衡后保持不变。【教学建议】可以适当要求孩子分析温度、压强、反应物浓度改变、加入催化剂，对曲线会有什么影响，主要从斜率和平衡状态分析。典型例题知识点1：速率-时间图像【例1】某密闭容器中发生如下反应：X(g)3Y(g)2Z(g)+Q上图表示该反应的速率（v）随时间（t）的变化关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说
5、法中正确的是 （ ） At2时增大了压强 Bt3时降低了温度 Ct5时升高温度 Dt6时反应物的转化率比t4时高【难度】【答案】C变式1：反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）+Q在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图，则图中氨的百分含量最低的时间段是 （ ） At0-t1 Bt2-t3 Ct3-t4 Dt5-t6【难度】【答案】D【例2】可逆反应aX(g)bY(g)cZ(g)在一定温度下的密闭容器内达到平衡后，t0时改变某一外界条件，化学反应速率(v)时间(t)图像如图。下列说法正确的是 （ ） A若abc，则t0时只能是增大反应体系的压强 B若abc，则t0时只能是加入催化剂
6、C若abc，则t0时只能是加入催化剂 D若abc，则t0时只能是增大体系的压强【难度】【答案】C变式1：往一容积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2（g）+I2（g）2HI（g）-Q，当达到平衡后，t0时改变反应的某一条件（混合气体物质的量不变）且造成容器内压强增大，下列说法正确的是 （ ） A容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变 B平衡不移动，混合气体密度增大 CH2转化率增大，HI平衡浓度变小 D改变条件前后，速率图像如下图【难度】【答案】D变式2：右图是关于反应A2(g)+3B2(g) 2C(g)(正反应为放热反应)的平衡移动图象，影响平衡移动的原因可能是 （ ） A升高温度
7、，同时加压 B降低温度，同时减压 C增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 D增大反应物浓度，同时使用催化剂【难度】【答案】C【方法提炼】 分析反应速度图像： 看起点：分清反应物和生成物，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。 看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。升高温度时，V（吸热）V（放热）。 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的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。 对于时间速度图像，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”。增大反应物浓度V正 突变，V逆 渐变。升高温度，V吸热 大
8、增，V放热 小增 全程速率一时间图，分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真探究知识点2：转化率-时间图像【例1】下图曲线a表示反应X（g）+Y(g) +N(s) Z(g)+M(g)+Q进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是 （ ） A升高温度 B加大N的投入量 C缩小体积 D加大X的投入量【难度】【答案】C变式1：现有可逆反应A(g)2B(g) nC(g)+Q，在相同温度、不同压强时，A的转化率跟反应时间（t）的关系如图，其中结论正确的是 （ ） Ap1p2，n3 Bp1p2，n3 Cp1p2，n3 Dp1p2，n=3【难度】【答案】B知识点
9、3：含量-时间图像【例1】可逆反应aA（g）+bB（s）cC（g）+dD（g）在反应过程中，其他条件不变，D的质量分数和T或p的关系如下图所示，下列叙述中正确的是 （ ） A温度降低，化学平衡向逆反应方向移动 B使用催化剂，D的物质的量分数增加 C化学方程式中系数aT2, 正反应吸热 BT1T2, 正反应放热 DT1T2, 正反应放热【难度】【答案】C变式2：在一定温度不同压强（P1P2）下，可逆反应2A(g) 2B(g) + C(g)中，生成物C在反应混合物中的体积分数（）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是【难度】【答案】B【方法提炼】 这类图象题表明了各种反应物或生成物浓度，或某一
10、组成的浓度反应过程中的变化情况，此类图象往往可反应出化学反应速率与化学计量数的关系或平衡移动方向，分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。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、终点及变化趋势。知识点4：等温线、等压线【例1】反应X(s)aY(g)bZ(g)达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示，图中：压强p1p2，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气体中Z的体积分数。据此可判断下列说法正确的是 （ ） A上述反应正方向是吸热反应 B上述反应正方向是放热反
11、应 Cba Da1b 【难度】【答案】B（图像上显示，上为P1,下为P2）变式1：在容积一定的密闭容器中发生可逆反应Y(g)+2X(g) 2Z(g)-Q，平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是 （ ） AP1P2，纵坐标指Y的质量分数 BP1 P2，纵坐标指X的转化率 CP1 P2，纵坐标指Z的质量分数 DP1 P2，纵坐标指混合气体的平均摩尔质量【难度】【答案】C【方法提炼】 受两个变量（P、T）影响的图像：分析依据“定一议二”。转化率或百分含量等因素受到压强、温度两个变量的影响，先确定一个变量，分析另外两个量的关系。如确定温度分析转化率受压强的影响知识点5：综合图像【例1】对于可逆反应A（
12、g）+2B(g)2C(g)(正反应吸热)，下列图象中正确的是 （ ） A B C D 【难度】【答案】D变式1：对于可逆反应：2A(g)B(g)2C(g)+Q，下列各图正确的是 （ ）【难度】【答案】A变式2：对于可逆反应 2AB3（g）A2（g）+3B2（g）（正反应为吸热），下列图象正确的是 （ ） A B C D【难度】【答案】D（C图像上显示，下为106Pa）【方法提炼】解答有关化学平衡图象的试题必须熟练地掌握有关下面三个方面的知识：（一）明确有关图象的坐标含义：即横坐标和纵坐标分别表示什么含义。这一点是最基础，最重要的。（二）了解有关化学平衡图象的主要类型。1、有关反应物的转化率与时
13、间关系的图象2、有关反应速率与时间关系的图象3、有关反应物或生成物的浓度或体积分数与时间关系的图象4、有关平均摩尔质量与时间关系的图象5、有关物质体积分数与温度关系的图象（三）熟练掌握影响化学平衡移动的因素。根据达到平衡时，反应物的转化率、正逆反应速率、各物质的浓度（体积分数或质量分数）、体系的平均摩尔质量不随时间而变化这一原理，可判断出反应达到平衡的时间长短，从而判断出反应速率的快慢。而在图象中影响反应速率快慢的主要因素是：催化剂、温度和压强（有气体存在的化学反应）。使用正催化剂、体系温度升高或压强增大都能加快反应速率。而对于反应物转化率的大小、正逆反应速率的变化、各物质的浓度（体积分数或质
14、量分数）的变化、体系平均摩尔质量的变化则与化学平衡的移动有关。在有关图象中，影响化学平衡移动的因素主要是温度和压强。所用的原理就是体系温度升高，化学平衡向吸热方向移动；体系压强增大，化学平衡向气体体积减小的方向移动。反之亦然。反思总结课后作业1. 一定条件下，可逆反应 X（s）+Y（g）W（g）+Z（g）（正反应是放热反应），在一体积不变的容器中反应达到平衡后，改变条件，反应速率（v）随时间变（t）化的情况如下图所示：下列条件的改变与图中情况相符的是 （ ） A增加了X的物质的量 B降低了温度 C增大了压强 D增大了Y的物质的量【难度】【答案】D2. 已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其
15、能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是 A加入催化剂，减小了反应的热效应 B加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 CH2O2分解的热化学方程式：H2O2 H2O + O2 + Q D反应物的总能量高于生成物的总能量【难度】【答案】D3. 如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是 At1时,只有正方向反应 BOt1,c(Z)在减小 Ct2t3,反应不再进行 Dt2t3,各物质的浓度不再发生变化【难度】【答案】D4. 在密闭容器中进行如下反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如图所示。
16、符合图示的正确判断是（ ） AT1T2，正反应是放热反应 BT1T2，正反应是放热反应 DT1T2，正反应是吸热反应【难度】【答案】A5. 反应2X(g)Y(g) 2Z+Q。在不同温度和压强下，产物Z的物质的量与反应时间的关系如图所示。则下列叙述正确的是（ ） AT1T2，P1T2，P1P2 CT1P2 DT1T2，P1P2【难度】【答案】A6. 反应aX(g) + bY(g) cZ(g)+Q，有下图所示关系，下列判断中正确是 （ ） Aa+b 0 Ba+b c, Q c, Q 0 Da+b c, Q 0【难度】【答案】C7. 在密闭容器中进行下列反应：M（g）+N（g）R（g）+2L，此反应
17、符合如下图变化情况，下列叙述正确的是（ ） A正反应吸热，L是气体 B正反应吸热，L是固体或液体 C正反应放热，L是气体 D正反应放热，L是固体或液体【难度】【答案】C8. 在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）+Q，某研究小组探究其他条件下不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是 A图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响 C图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙的高 D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高【难度】【答案】B9. 下图表示在密闭容器中反应：2SO2（
18、g）+O2（g）2SO3（g+Q达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，ab过程中改变的条件可能是_；bc过程中改变的条件可能是_；若增大压强时，反应速度变化情况画在c-d处。 0 a b c d【难度】【答案】升温；取走部分SO3；略10. 在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：回答下列问题：（1）处于平衡状态的时间段是_（填选项） At0t1 Bt1t2 Ct2t3 Dt3t4 Et4t5 Ft5t6（2）t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是（填选项） A增大压强 B减小压强 C升高温度 D降低温度 E加催化剂 F充入氮气 t1时刻_；t3时刻_；t4时刻_【难度】 【答案】（1）ACDF （2）C；E；B
