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1、專(zhuān) 題 提 升 有關(guān)化學(xué)平衡圖像問(wèn)題的分析化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類(lèi)試題是化學(xué)試題中的一種特殊題型，其特點(diǎn)是：圖像是題目的主要組成部分，把所要考查的化學(xué)知識(shí)寓于圖中曲線(xiàn)上，具有簡(jiǎn)明、直觀(guān)、形象的特點(diǎn)。該類(lèi)試題以選擇題為主要題型，偶爾也會(huì)在非選擇題中出現(xiàn)。因?yàn)閳D像是用二維坐標(biāo)表示的，所以該類(lèi)試題包含的信息量比較大，隨著高考的不斷改革以及對(duì)學(xué)科能力要求的不斷提高，這種數(shù)形結(jié)合的試題將頻頻出現(xiàn)。 【思維展示】臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)O3(g) N2O5(g)O2(g)，若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作出的判斷正確的是()選項(xiàng)圖像判斷思維過(guò)程結(jié)論A升高溫

2、度，平衡常數(shù)減小圖像特點(diǎn)：放熱反應(yīng)性質(zhì)特點(diǎn)：溫度升高，平衡左移，K值減小 【技巧點(diǎn)撥】解答化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的常用方法和技巧(1)緊扣特征。弄清可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱還是放熱，反應(yīng)前后氣體體積增大、減小還是不變，有無(wú)純液體或固體物質(zhì)參與反應(yīng)等。(2)“先拐先平”。在含量(轉(zhuǎn)化率)時(shí)間圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡，說(shuō)明該曲線(xiàn)反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。(3)“定一議二”。當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，必要時(shí)可作輔助線(xiàn)。(4)三步分析法。一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看v(正)、 v(逆)的相對(duì)大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動(dòng)的方向。以下

3、均以反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)H pq為例。 該類(lèi)圖像一般有兩種表現(xiàn)形式，如圖甲和圖乙：速率時(shí)間(或速率壓強(qiáng))圖像圖乙交點(diǎn)是平衡狀態(tài)，平衡后升溫，平衡逆向移動(dòng)；平衡后加壓，平衡正向移動(dòng)。 例1向某密閉容器中加入0.6 mol A、0.2 mol C和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖甲所示其中t0t1階段c(B)未畫(huà)出。t2時(shí)刻后改變條件反應(yīng)體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，且四個(gè)階段都只改變一種條件并且改變的條件均不相同。下列說(shuō)法正確的是() A.反應(yīng)的方程式為3A(g)B(g) 2C(g)B.t3t4，t4t5，t5t6各階段改變的

4、條件依次為：加催化劑，降低反應(yīng)溫度，增大壓強(qiáng)C.B的起始物質(zhì)的量為0.08 molD.t0t1階段A的轉(zhuǎn)化率為40% 答案C 變式1對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：AB CD，若t1 時(shí)增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率變化如圖所示(v代表反應(yīng)速率，t代表時(shí)間)，下列有關(guān) A、B、C、D 的狀態(tài)敘述中正確的是()A.A、B、C 是氣體，D不是氣體B.A、B 是氣體， C、D 有一種是氣體C.C、D 是氣體，A、B 有一種是氣體D.C、D 有一種是氣體，A、B 都不是氣體 解析由圖可知t1時(shí)增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都增大，而且逆反應(yīng)速率增大程度更大，說(shuō)明該反應(yīng)反應(yīng)物和生成物都存在氣體，而且氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和增大

5、。氣體物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之和減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之和減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和增大，C項(xiàng)正確；反應(yīng)物中存在氣體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C 轉(zhuǎn)化率(或百分含量)時(shí)間溫度(壓強(qiáng))圖像圖像圖像條件信息“先拐先平”T2T1“先拐先平”p1p2 a使用催化劑根據(jù)圖像推斷反應(yīng)特點(diǎn)T 2T1，升高溫度，(A)降低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)p1p2，增大壓強(qiáng)，(A)升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng) 例2可逆反應(yīng)：aA(g)bB(s) cC(g)dD(g)，其他條件不變，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)和溫度(T)或壓強(qiáng)(P)關(guān)系如圖，其中正確的是()A.根據(jù)圖像無(wú)法確

6、定改變溫度后平衡移動(dòng)方向B.使用催化劑，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加C.化學(xué)方程式系數(shù)acdD.升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 解析可逆反應(yīng)，當(dāng)其他條件一定時(shí)，溫度越高，反應(yīng)速率越大，達(dá)到平衡所用的時(shí)間越短。由圖像(1)可知T2T1，溫度越高，平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)n(C)%越小，故此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；當(dāng)其他條件一定時(shí)，壓強(qiáng)越高，反應(yīng)速率越大，達(dá)到平衡所用的時(shí)間越短。由圖(2)可知p2p1，壓強(qiáng)越大，平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)n(C)%越小，可知正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，即acd。據(jù)上述分析，得到T1T2，溫度越高，n(C)%越小，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)

7、平衡移動(dòng)沒(méi)有影響，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)越大，平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)n(C)%越小，可知正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，即acd，C項(xiàng)錯(cuò)誤；T 2T1，溫度越高，平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)n(C)%越小，故此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。答案D 變式2某可逆反應(yīng)mA(g)nB(g) qC(g)，H在密閉容器中進(jìn)行。如圖表示在不同時(shí)刻t、溫度T和壓強(qiáng)p下B物質(zhì)在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)(B)的變化情況。下列推斷正確的是()A.p1p2，T1T2，mnq，H0B.p 1p2，T1T2，mnq，H0C.p1p2，T1T2，mnq，H0D.p1p2，T1T2，mnq，H0 解析

8、由時(shí)間體積分?jǐn)?shù)(B)圖中拐點(diǎn)說(shuō)明在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)溫度、壓強(qiáng)的大小，T1大于T2，p2大于p1；同溫度時(shí)，p2大于p1，體積分?jǐn)?shù)(B)增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，mnq，又同一壓強(qiáng)時(shí)，T1大于T2，體積分?jǐn)?shù)(B)降低，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，H0；D項(xiàng)正確。答案D 恒溫或恒壓曲線(xiàn)上的任意點(diǎn)均表示平衡狀態(tài)。分析方法：a.分析任一條曲線(xiàn)走勢(shì)，如圖丙中，溫度為T(mén)1時(shí)(即恒溫)，(A)隨壓強(qiáng)(p)的增大而增大，故正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)；b.任取一點(diǎn)向橫坐標(biāo)作垂線(xiàn)為輔助線(xiàn)進(jìn)行分析，如圖丁中，過(guò)p3任作一條垂直于x軸(即恒溫)的輔助線(xiàn)，若p1p2pq B.正反應(yīng)吸熱：mnpq D.正反應(yīng)放熱：mnCB.A

9、、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺C.A、B兩點(diǎn)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：ABD.B、C兩點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)：BA，C項(xiàng)錯(cuò)誤；A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，B點(diǎn)到A點(diǎn)NO 2體積分?jǐn)?shù)增大，平衡正向移動(dòng)，所以B點(diǎn)的平衡常數(shù)小于A(yíng)點(diǎn)的平衡常數(shù)，A、C兩點(diǎn)溫度相同，A、C兩點(diǎn)平衡常數(shù)相同，所以B點(diǎn)的平衡常數(shù)小于C點(diǎn)的平衡常數(shù)，D項(xiàng)正確。答案D 如圖戊，該類(lèi)圖像隱含隨著溫度升高的同時(shí)，反應(yīng)時(shí)間也在變化。曲線(xiàn)表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開(kāi)始，M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)前表示反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，M點(diǎn)后是因溫度改變而使平衡移動(dòng)，即升溫，A%增大，平衡左移。其他幾種特殊圖像 如圖己，曲線(xiàn)表示平衡時(shí)A的百分含量(縱坐標(biāo)也可換成平衡轉(zhuǎn)化率

10、A)。該類(lèi)圖像隱含的幾個(gè)信息：a.曲線(xiàn)上所有的點(diǎn)都處于平衡狀態(tài)。b.曲線(xiàn)上方的點(diǎn)，表示反應(yīng)還沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，即必須朝正反應(yīng)方向進(jìn)行才能達(dá)到平衡狀態(tài)，v(正)v(逆)。c.曲線(xiàn)下方的點(diǎn)，表示反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行才能達(dá)到平衡狀態(tài)，v(正)v(逆)。 例4在催化劑作用下，用乙醇制乙烯，乙醇轉(zhuǎn)化率和乙烯選擇性(生成乙烯的物質(zhì)的量與乙醇轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量的比值)隨溫度、乙烯進(jìn)料量(單位：mLmin1)的關(guān)系如圖所示(保持其他條件相同)。() 在410440 溫度范圍內(nèi)，下列說(shuō)法不正確的是()A.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定，隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大，乙烯選擇性升高B.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定，隨溫度的升高，乙烯選擇性不一定增大C.當(dāng)

11、溫度一定，隨乙醇進(jìn)料量增大，乙醇轉(zhuǎn)化率減小D.當(dāng)溫度一定，隨乙醇進(jìn)料量增大，乙烯選擇性增大 解析根據(jù)圖像，當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定，隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大，乙烯選擇性逐漸升高，但溫度高于430 后，乙烯選擇性逐漸降低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖像，當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定，隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大，乙烯選擇性逐漸升高，但溫度高于430 后，乙烯選擇性逐漸降低，因此，隨溫度的升高，乙烯選擇性不一定增大，B項(xiàng)正確；根據(jù)左圖，當(dāng)溫度一定，隨乙醇進(jìn)料量增大，乙醇轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)正確，根據(jù)右圖，當(dāng)溫度一定，隨乙醇進(jìn)料量增大，乙烯選擇性增大，D項(xiàng)正確。答案A 變式4有一反應(yīng)：2A(g)B(g) 2C(g)，下圖中的曲線(xiàn)是該反應(yīng)在不同溫度下的平衡曲線(xiàn)，則下列描述正確的是() A.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.b點(diǎn)時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化C.T 1時(shí)若由a點(diǎn)達(dá)到平衡，可以采取增大壓強(qiáng)的方法D.c點(diǎn)v正v逆，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B