10类化学平衡图像题例析
化学平衡图像题,一是以时刻为自变量的图像;二是以压强或温度为自变量的图像。从知识载体角度看,其一判断化学平衡特征;其二应用勒夏特列原理分析平衡移动进程;其三逆向思维按照图像判断可逆反映的有关特征;其四综合运用速度与平衡知识进行有关计算。
解题关键:一是读图,弄清图像含义,通过观察弄清横坐标、纵坐标的含义及单位;弄清特殊点的意义,如坐标轴的“0”点,曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等;分析曲线的转变趋势如斜率大小、起落。二是识图,进行信息提取,挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有效信息,在统摄信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算。三是用图,联想化学原理解答问题。
1. 以速度-时刻(v-t)图像计算平衡浓度
例1 在容积固定为2L的密闭容器中,充入X、Y气体各2mol,发生可逆反映:X(g)+2Y(g)
2Z(g),并达平衡,以Y的浓度改变表示的反映速度
与时刻t
的关系如图所示,则Y的平衡浓度表达式正确的是(式中S是对应区域的面积)( )
解析 按照v-t曲线计算反映物的平衡浓度,初看题目似乎无从下手,若静心试探,从概念动身,Y减少的浓度
,随着反映进行,逆反映同时生成部份Y,因此Y的平
衡浓度为初始浓度与消耗浓度之差。瞬时速度与时刻的乘积即为微小矩形的面积,积累计算则Y减少的浓度表示为
,Y增加的浓度表示为,故选B。
2. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质
,则Y的平衡浓度表示为:
例2 已知合成氨的反映为:
在必然条件下达到化
学平衡,现升高温度使平衡发生移动,下列图像中能正确描述正、逆反映速度(v)转变的是( )
解析 此题易误选D,以为逆反映速度升高了正反映速度必然降低,其实升高温度放热、吸热方向的反映速度都增大,但吸热反映增大的幅度大,因此平衡向吸热反映方向移动,合成氨的正反映为放热反映,应选C。图A和图B别离是加压、增加反映物浓度后速度的转变情形。
3. 以物质的量(浓度)-时刻(n(c)-t)图像描述可逆反映达平衡的进程
例3 在必然温度下,容器内某一反映中M、N的物质的量n随反映时刻t转变的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )
A. 反映的化学方程式为2MB. C、D.
等特殊点,在0到
时刻内(或选取0到
之
N
解析 解题关键是抓住起点和间的任一点)
从8mol到4mol减少了4mol,从2mol到4mol增大了2mol,因此N
为反映物,方程式为2N时
M(从反映趋势看,N没有完全转化为M,故为可逆反映)。
并非相等,实际是
,,体积相同,c
,瞬时浓度也相等,但浓度转变再也不改变,达到了平衡状态,
与n成正比,因此只有选项D正确。
4. 以c-t图像描述等效平衡进程
例4 在425℃时,1L密闭容器中进行反映:的方式加入反映物或生成物均达到平衡(如下图)
2HI(g),以不同
(1)将图示3种情形的反映物、生成物的初始浓度和平衡浓度填入表格。
(2)以上3种情形达到化学平衡是不是为同一平衡状态?由图中的事实能够说明化学平衡具有哪些特征?
(3)等温、等容情形下,等效平衡的条件是什么?
解析 (1)将图像信息转化为数据信息是处置信息的大体能力,填表如下所示。
(2)达平衡时反映物和生成物浓度完全相同,故为同一平衡状态。在必然条件下达到平衡后,正、逆反映速度
,平衡混合物中各物质的浓度维持不变。
(3)等温、等容时,将生成物(或反映物)折算为同一侧的量完全相同时,即为等效平衡。
5. 以物质的量(转化率)-时刻(n(R)-t)图像描述温度或压强对平衡移动的影响 例5 反映2X(g)+Y(g) 下,产物Z的物质的量
2Z(g)+Q,在不同温度(
)及压强(
)
与反映时刻t的关系如图所示,下述判断正确的是( )
解析 T相同时(上面2条曲线),p越大反映速度v越快,达到化学平衡的时刻t越短,故
;若从纵坐标
来分析,
增大,平衡向正向移动,对照反映特征
(气体体积减小)可知。同理,压强相同时(下面2条曲线),温度越高反映速度
,或从
来分析,
减小,平衡
越快,达到化学平衡的时刻越短,故向逆向移动(正向放热则逆向吸热),说明
,选C。
-p、T)图像判断平衡状态
6. 以转化率(体积分数)-压强、温度(R
类化学平衡图像题例析



