专项突破（四） 化学平衡图像

栏 目 索 引专 项 突 破 四 化 学 平 衡 图 像 栏 目 索 引总 纲 目 录类 型 一 速 率 压 强 (或 温 度 )图 像总 纲 目 录类 型 二 转 化 率 (或 百 分 含 量 ) 时 间 温 度(或 压 强 )图 像类 型 三 恒 温 线 (或 恒 压 线 )图 像类 型 四 浓 度 时 间 图 像 栏 目 索 引题 型 特 点知识整合1.解答化学平衡图像题的思路 栏 目 索 引题 型 特 点2.化学平衡图像题解题技巧(1)先拐先平数值大:在含量(转化率)时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,表示温度较高、有催化剂或压强较大等。(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、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。 栏 目 索 引题 型 突 破分类突破类 型 一 速 率 压 强 (或 温 度 )图 像典例1可逆反应mA(g) nB(g)+pC(s) H=Q,温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像,以下叙述正确的是() A.mn,Q0B.mn+p,Q0 C.mn,Q0D.mn+p,Qv正,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,故H0,即Qv逆,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应,故mn,C正确。 栏 目 索 引题 型 突 破反思归纳(1)上图表示正反应为气体分子数减小或吸热的反应,图中交点表示反应达到平衡状态。 (2)上图表示正反应为气体分子数增大或放热的反应。 栏 目 索 引题 型 突 破类 型 二 转 化 率 (或 百 分 含 量 ) 时 间 温 度 (或压 强 )图 像典例2一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g) N 2(g)+2CO2(g)。各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间的变化关系如图所示。容器温度/K起始物质的量浓度/molL -1NO(g) CO(g) N2(g) CO2(g)甲T1 0.10 0.10 0 0乙T 2 0 0 0.10 0.20丙T2 0.10 0.10 0 0 栏 目 索 引题 型 突 破下列说法正确的是()A.该反应的正反应为吸热反应B.乙容器中反应达到平衡时,N 2的转化率小于40%C.达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器中压强的2倍D.丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2,此时v正T2(先拐先平),降温,n(CO2)增加,说明平衡右移,降温使平衡向放热反应方向移动,推知正反应为放热反应,故错误;B项,丙中(NO)= 100%=60%,若全部从生成物一边投料,即开始时投入N 2 0.05 molL-1,CO2 0.10 molL-1,则(N2)=1-60%=40%,而乙中N2为0.10 molL-1,CO2为0.20 molL-1,相当于“加压”,平衡右移,(N2)减小,使得(N2)乙40%,正确;C项,乙对丙而言,相当于“加压”,平衡右移,故p乙p丙,所以p乙2p甲,错误;D项,丙中:10.12mol2.0 L0.10mol L 栏 目 索 引题 型 突 破 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)c(始)/molL-10.100.10 0 0c(转)/molL-10.060.06 0.030.06c(平)/molL-10.040.04 0.030.06K 丙= 42,Qc= 28,Qcv逆,错误。22 20.03 0.060.04 0.04 22 20.03 0.110.09 0.04 栏 目 索 引题 型 突 破反思归纳转化率时间温度(压强)图像归类上图中A表示某气态反应物。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。 栏 目 索 引题 型 突 破若为温度变化引起,温度较高时,反应达平衡所需时间短。如甲中T2T1。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p1p 2。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。如丙中a使用了催化剂。(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法图甲中,T2T1,升高温度,A降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应。图乙中,p 1p2,增大压强,A升高,平衡正向移动,则正反应为气体体积减小的反应。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。 栏 目 索 引题 型 突 破类 型 三 恒 温 线 (或 恒 压 线 )图 像典例3 (2019四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始 =Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数(CH 4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是() 2 4(H )(CH )n On 栏 目 索 引题 型 突 破A.该反应的焓变H0B.图中Z的大小为a3bC.图中X点对应的平衡混合物中 =3D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH 4)减小答案A 2 4(H )(CH )n On解析A项,根据图像可知,温度升高,(CH4)减小,说明平衡右移,则正反应是吸热反应,该反应的焓变H0,故正确;B项,温度一定时,Z增大,平衡右移,(CH4)减小,则a33,故错误;D项,加压后X点对应的平衡左移,(CH4)增大,故错误。2 4(H )(CH )n On2 4(H )(CH )n On 栏 目 索 引题 型 突 破反思归纳恒温(压)线特点及解题技巧1.特点:该类图像的纵坐标为反应物的转化率()或物质的平衡浓度(c),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型有(如下图所示): 2.解题技巧:采用“定一议二”法,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个量的关系。 栏 目 索 引题 型 突 破类 型 四 浓 度 时 间 图 像典例4 (2019安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N 2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。下列叙述正确的是() 栏 目 索 引题 型 突 破A.温度T下,该反应的平衡常数K=B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的H0,D项不正确。对点训练20 1214( )c cc 栏 目 索 引题 型 突 破1.(2019湖北武汉4月调研)一定温度下,密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是() A.t2时改变的条件是:只加入一定量的SO2B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3 栏 目 索 引题 型 突 破C.t1时平衡混合气的大于t3时平衡混合气的D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数1M 3M答案D t 2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,速率应大于原来的速率,A错误;t1、t3时刻的两个平衡状态相同,平衡常数相等,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,故B、C错误,D正确。 栏 目 索 引题 型 突 破2.在1 L密闭容器中放入0.1 mol X,在一定温度下发生反应:X(g)Y(g)+Z(g) HL1 C.反应速率:v(M)v(N)D.平衡常数:K(M)K(N)D 栏 目 索 引题 型 突 破答案DA项,升高温度,平衡逆向移动,H2的平衡转化率()减小,故X表示温度;B项,相同温度时,压强越大,H2的平衡转化率()越大,故L2L1;C项,压强越大,反应速率越快,故v(M)v(N);D项,温度相同,平衡常数相同。 栏 目 索 引题 型 突 破4.CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,用于生产多种化工产品。该技术中的化学反应为:CH4(g)+3CO2(g) 2H2O(g)+4CO(g) H=+330 kJ/mol。下图表示初始投料比n(CH 4) n(CO2)为1 3或1 4时,CH4的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。(注:投料比用a1、a2表示) 栏 目 索 引题 型 突 破(1)a2= 。(2)判断T1与T2的大小关系,并说明理由: 。答案(1)1 4(2)T 2T1;正反应为吸热反应,温度升高,甲烷的转化率增大解析(1)相同条件下,投料比越小,甲烷的转化率越大,故a2=1 4。(2)因正反应为吸热反应,温度升高,甲烷的转化率增大,故T2T1。 栏 目 索 引题 型 突 破