2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡高考專題講座4化學(xué)平衡圖像的分類突破學(xué)案

1、(四)化學(xué)平衡圖像的分類突破化學(xué)平衡的圖像是全國卷命題的熱點(diǎn)，主要以卷非選擇題為主。圖像中蘊(yùn)含著豐富的信息，具有簡明、直觀、形象的特點(diǎn)，命題形式靈活，難度不大，解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，明確反應(yīng)條件，認(rèn)真分析圖像，充分挖掘蘊(yùn)含的信息，緊扣化學(xué)原理，找準(zhǔn)切入點(diǎn)解決問題。1解題思路2解題步驟速率壓強(qiáng)(或溫度)圖像曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)對正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點(diǎn)是平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)增大，正反應(yīng)速率增大得快，平衡正向移動。對點(diǎn)訓(xùn)練1下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對反應(yīng)2A(s)2B(g)2C(g)D(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))的正、逆反應(yīng)速率的影響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時的

2、溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號：】C根據(jù)化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)，升溫平衡向正向移動，但v正、v逆均增大，加壓平衡向逆向移動，v逆v正。2(2018西安模擬)現(xiàn)有下列兩個圖像：下列反應(yīng)中符合上述圖像的是()AN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0C4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0B由左邊的圖像可知，溫度越高生成物的濃度越大，說明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；由右邊圖像可知，相交點(diǎn)左邊未達(dá)平衡，相交點(diǎn)為平衡點(diǎn)，相交點(diǎn)右邊壓強(qiáng)增大，平衡被破壞，v逆v正，平衡向逆反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。綜合上述分析可知，可逆反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱

3、反應(yīng)且正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0，為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，B符合；4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0，為吸熱反應(yīng)，但正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，D不符合。轉(zhuǎn)化率(或百分含量)時間溫度(或壓強(qiáng))圖像已知不同溫度或壓強(qiáng)下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)與時間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。以A(g)B(g) C(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率A為例說明 解答這類圖像題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)“先拐先平，數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時)達(dá)到平衡所用時間的

4、長短可推知反應(yīng)條件的變化。若為溫度變化引起，溫度較高時，反應(yīng)達(dá)平衡所需時間短。如甲中T2T1。若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時，反應(yīng)達(dá)平衡所需時間短。如乙中p1p2。若為使用催化劑引起，使用適宜催化劑時，反應(yīng)達(dá)平衡所需時間短。如圖丙中a使用催化劑。(2)正確掌握圖像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法圖甲中，T2T1，升高溫度，A降低，平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。圖乙中，p1p2，增大壓強(qiáng)，A升高，平衡正向移動，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。若縱坐標(biāo)表示A的百分含量，則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。對點(diǎn)訓(xùn)練3(2018鄭州一模)一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容

5、器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)O2(g) 2NO(g)。如圖中曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化(不改變反應(yīng)物的量)。下列敘述正確的是()A曲線a和曲線b表示該反應(yīng)可能在相同溫度下進(jìn)行B曲線b對應(yīng)的起始反應(yīng)條件改變是加入了催化劑C溫度T下，該反應(yīng)平衡前后混合氣體的密度不發(fā)生變化D溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)KC該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)對反應(yīng)限度無影響，則曲線a、b對應(yīng)的反應(yīng)只能為在不同溫度下進(jìn)行的反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；兩種條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時N2的濃度不同，說明反應(yīng)的限度不同，則改變的條件不是加入了催化劑，B項(xiàng)錯誤；容器

6、體積不變，反應(yīng)體系中的物質(zhì)全部為氣體，故平衡前后容器中混合氣體的密度不變，C項(xiàng)正確；根據(jù)三段式可求溫度為T時該反應(yīng)的平衡常數(shù)： N2(g)O2(g) 2NO(g)起始/(molL1)c0 c00轉(zhuǎn)化/(molL1)c0c1 c0c12(c0c1)平衡/(molL1)c1c12(c0c1)平衡常數(shù)K，D項(xiàng)錯誤。4密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)：aA(g)bB(g) cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下，混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()AT1T2，p1c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BT1T2，p1p2，abc，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)CT1p2，abT

7、2，p1p2，abc，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B由(T1，p1)和(T1，p2)兩條曲線可以看出：溫度相同(T1)，但壓強(qiáng)為p2時達(dá)到平衡所需的時間短，即反應(yīng)速率大，所以p2p1；壓強(qiáng)較大(即壓強(qiáng)為p2)時對應(yīng)的w(B)較大，說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動，則abT2；溫度較高(即溫度為T1)時對應(yīng)的w(B)較小，說明升高溫度平衡正向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。恒溫線或恒壓線圖像以反應(yīng)A(g)B(g) C(g)H0為例解答這類圖像題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)“定一議二”原則：可通過分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系

8、。如甲中任取一條溫度曲線研究，壓強(qiáng)增大，A增大，平衡正向移動，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，乙中任取橫坐標(biāo)一點(diǎn)作橫坐標(biāo)垂直線，也能得出結(jié)論。(2)通過分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。如利用上述分析方法，在甲中作垂直線，乙中任取一曲線，即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。對點(diǎn)訓(xùn)練在密閉容器中，對于可逆反應(yīng)A3B2C(g)，平衡時C的體積分?jǐn)?shù)(C%)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，下列判斷正確的是()AA一定為氣體BB一定為氣體C該反應(yīng)是放熱反應(yīng)D若正反應(yīng)的HT2B由題圖可知，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，說明反應(yīng)物中氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于2，故可推知B一定

9、為氣體，A為氣態(tài)或非氣態(tài)，A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；因不知T1、T2的大小，故無法判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，C項(xiàng)錯誤；若正反應(yīng)的H0，則升高溫度，C%減小，故應(yīng)有T10，且平衡體系的總質(zhì)量(m總)與總物質(zhì)的量(n總)之比在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】A溫度：T1T2B平衡常數(shù)：K(a)K(b)vaD當(dāng)30 g/mol時，n(HF)n(HF)221C由題給信息知該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，從圖像可以看出，當(dāng)壓強(qiáng)不變時，由T1到T2，增大，說明n總減小，平衡左移，即平衡向放熱反應(yīng)方向移動，所以由T1到T2為降低溫度的過程，即T1T2，A項(xiàng)錯誤；由于T1溫度較高，升

10、高溫度平衡右移，故溫度為T1時的平衡常數(shù)大于溫度為T2時的平衡常數(shù)，再結(jié)合溫度不變平衡常數(shù)不變知，K(b)K(a)K(c)，B項(xiàng)錯誤；溫度越高，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，故vbva，C項(xiàng)正確；設(shè)HF為x mol，(HF)2為y mol，當(dāng)30 g/mol時，有30，解得xy，即n(HF)n(HF)211，D項(xiàng)錯誤。6(2017全國卷，節(jié)選)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反應(yīng)的H

11、1為_kJmol1。如圖是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_(填標(biāo)號)。A升高溫度B降低溫度C增大壓強(qiáng)D降低壓強(qiáng)【解析】由蓋斯定律可知，式式式，即H1H2H3119 kJ/mol(242 kJ/mol)123 kJ/mol。由圖可知，同溫下，x MPa時丁烯的平衡產(chǎn)率高于0.1 MPa時的，根據(jù)壓強(qiáng)減小平衡向右移動可知，x小于0.1。欲提高丁烯的平衡產(chǎn)率，應(yīng)使平衡向右移動，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此可以通過升高溫度的方法使平衡向右移動；該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，因此可以通過降低壓強(qiáng)的方法使平衡向右移動，所以

12、A、D選項(xiàng)正確?！敬鸢浮?23小于AD7煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發(fā)生的主要反應(yīng)為C(s)2H2(g) CH4(g)。在V L的密閉容器中投入a mol碳(足量)，同時通入2a mol H2，控制條件使其發(fā)生上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 ()A上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B在4 MPa、1 200 K時，圖中X點(diǎn)v(H2)正v逆；M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動，Hv逆；則右下方(F點(diǎn))v正v逆。(3)對于反應(yīng)3A(g)B(g) 2C。A、B轉(zhuǎn)化率與的關(guān)系(4)對aA(g)b

13、B(g) cC(g)，C的平衡體積分?jǐn)?shù)(C%)與n(B)的關(guān)系：當(dāng)n(A)n(B)ab時，C%最大。對點(diǎn)訓(xùn)練8(2018成都七中月考)在2 L恒容密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y，發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g) 3Z(g)，反應(yīng)過程持續(xù)升高溫度，測得X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()AQ點(diǎn)時，Y的轉(zhuǎn)化率最大B升高溫度，平衡常數(shù)增大CW點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率D平衡時，再充入Y，達(dá)到平衡時Z的體積分?jǐn)?shù)一定增大A從開始到Q點(diǎn)是正向建立平衡的過程，轉(zhuǎn)化率逐漸增大，從Q點(diǎn)到M點(diǎn)升高溫度，平衡向左移動，X的轉(zhuǎn)化率降低，Q點(diǎn)最大，A正確；分析圖像，X的體積分?jǐn)?shù)先減小到最低，這是化學(xué)平衡的建立過程，后增大，這是平衡的移動過程，升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大，說明升溫平衡左移，平衡常數(shù)減小，B錯誤；M點(diǎn)溫度高，故反應(yīng)速率快，C錯誤；平衡時再充入Y，平衡右移，n(Z)增大但n(Y)也增大，故Z的體積分?jǐn)?shù)不一定增大，D錯誤。9(2018青島模擬)T 時，在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)B(g) C(s)H0，按照不同配比充入A、B，達(dá)到平衡時容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實(shí)線)所示，下列判斷正確的是()AT 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4Bc點(diǎn)沒