高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題講座七 用數(shù)形結(jié)合的思想探究化學(xué)平衡圖像課件

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1、專題講座七用數(shù)形結(jié)合的思想 探究化學(xué)平衡圖像知識(shí)梳理遞進(jìn)題組知識(shí)梳理知識(shí)梳理1.圖像類型(1)濃度時(shí)間圖:此類圖像能說明平衡體系中各組分在反應(yīng)過程中的濃度變化情況。如ABAB反應(yīng)情況如圖1所示,解該類圖像題要注意各物質(zhì)曲線出現(xiàn)折點(diǎn)(達(dá)到平衡)的時(shí)刻相同,各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。(2)速率時(shí)間圖:如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況,解釋原因:AB段(v漸增),因反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨反應(yīng)的進(jìn)行,溫度漸高,導(dǎo)致反應(yīng)速率增大;BC段(v漸小),主要原因是隨反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H)逐漸減小,導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。故分析時(shí)要抓住各階段的主要

2、矛盾,認(rèn)真分析。(3)含量時(shí)間溫度(壓強(qiáng))圖:常見形式有如下幾種。(C%指生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù);B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù))(4)恒壓(溫)線(如圖3所示):該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(),橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p),常見類型如下所示:(5)其他:如圖4所示曲線是其他條件不變時(shí),某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn),表示v正v逆的點(diǎn)是3,表示v正v逆的點(diǎn)是1,而2、4點(diǎn)表示v正v逆。2.解題步驟3.解題技巧(1)先拐先平在含量(轉(zhuǎn)化率)時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡,說明該曲線反應(yīng)速率快,表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。

3、(2)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,有時(shí)還需要作輔助線。(3)三步分析法一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛正、v逆的相對(duì)大小;三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。遞進(jìn)題組遞進(jìn)題組1.已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))?,F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為1 L的恒溫密閉容器中,反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:題組一濃度題組一濃度時(shí)間圖像時(shí)間圖像(1)圖中共有兩條曲線X和Y,其中曲線_表示NO2濃度隨時(shí)間的變化;a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是_。解析解析曲線X在010

4、min達(dá)到平衡時(shí)濃度變化了0.4 molL1,而曲線Y在010 min達(dá)到平衡時(shí)變化了0.2 molL1,所以可得X曲線為NO2的濃度變化曲線;達(dá)到平衡時(shí)濃度不再隨時(shí)間而發(fā)生變化,所以b、d點(diǎn)均表示反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。Xbd(2)前10 min內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)_molL1min1;反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí),曲線發(fā)生變化的原因是_。解析解析NO2在010 min達(dá)到平衡時(shí)濃度變化了0.4 molL1,所以用NO2表示的反應(yīng)速率為0.04 molL1min1;而在 25 min 時(shí),NO2的濃度由0.6 molL1突變?yōu)?.0 molL1,而N2O4的濃度在25 min時(shí)沒

5、有發(fā)生改變,所以可得此時(shí)改變的條件是向容器中加入了0.4 mol NO2。0.04加入了0.4 mol NO2(或加入了NO2)(3)若要達(dá)到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài),在25 min時(shí)還可以采取的措施是_。A.加入催化劑 B.縮小容器體積C.升高溫度 D.加入一定量的N2O4解析解析加入NO2后平衡正向移動(dòng),所以若要達(dá)到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài),還可通過增大壓強(qiáng)(縮小容器體積),使平衡也同樣正向移動(dòng);或者采取降低溫度的方法,使平衡正向移動(dòng);也可以向容器中充入一定量N2O4,因?yàn)檫@樣相當(dāng)于增大容器中氣體的壓強(qiáng),使得NO2的轉(zhuǎn)化率提高,即達(dá)到與最后的平衡相同的平衡狀態(tài)。答案答案BD題組二含量題組二

6、含量(轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率)時(shí)間時(shí)間溫度溫度(壓強(qiáng)壓強(qiáng))圖像圖像2.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(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A.T1T2,p1c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.T1T2,p1p2,abc,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.T1p2,abT2,p1p2,abc,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析解析當(dāng)圖像中有三個(gè)變量時(shí),先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系,這叫做“定一議二”。解答該題要綜合運(yùn)用“定一議二”和“先拐先平”的原則。由(T1,p1)和(T1,p2)兩條曲線可以看出:溫度相同(T1)

7、,但壓強(qiáng)為p2時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間短,即反應(yīng)速率大,所以p2p1;壓強(qiáng)較大(即壓強(qiáng)為p2)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較大,說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),則abT2;溫度較高(即溫度為T1)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較小,說明升高溫度平衡正向移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。答案答案B題組三恒溫線題組三恒溫線(或恒壓線或恒壓線)圖像圖像3.有一化學(xué)平衡mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),如圖表示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是()A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng);mnpqB.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);mnpqC.正反應(yīng)是放熱反應(yīng);mnpq解析解析圖像中有三個(gè)量,應(yīng)定一個(gè)量來分別討論另外兩個(gè)量之間的關(guān)系。定壓強(qiáng),討論T與A的

8、轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:同一壓強(qiáng)下,溫度越高,A的轉(zhuǎn)化率越高,說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);定溫度,討論壓強(qiáng)與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:同一溫度下,壓強(qiáng)越大,A的轉(zhuǎn)化率越高,說明正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng),即mnpq。答案答案D題組四速率、平衡綜合圖像題組四速率、平衡綜合圖像4.下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像,其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是()A.是其他條件一定時(shí),反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)Hp2解析解析根據(jù)圖像,升高溫度,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)H0,A錯(cuò);反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Fe33SCNFe(SCN)3,K和Cl不參加化學(xué)反應(yīng),KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡,B錯(cuò);使用催化劑,反應(yīng)速率加快

9、,先達(dá)到平衡,C正確;此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的化學(xué)反應(yīng),改變壓強(qiáng)不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,且由于不斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,D錯(cuò)。答案答案C5.某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)xB(g)2C(g),達(dá)到平衡后,在不同的時(shí)間段,分別改變影響反應(yīng)的一個(gè)條件,測(cè)得容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率分別隨時(shí)間的變化如下圖所示:下列說法中正確的是()A.3040 min間該反應(yīng)使用了催化劑B.反應(yīng)方程式中的x1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.30 min時(shí)降低溫度,40 min時(shí)升高溫度D.8 min前A的反應(yīng)速率為0.08 molL1min1解析解析A項(xiàng),若使用

10、催化劑,則化學(xué)反應(yīng)速率加快,A不正確;由物質(zhì)的量濃度時(shí)間圖像可知,A、B的濃度變化相同,故A、B的計(jì)量數(shù)相同,都為1,由反應(yīng)速率時(shí)間圖像可知,30 min時(shí)改變的條件為減壓,40 min時(shí)改變的條件為升溫,且升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng);8 min 前A的反應(yīng)速率為(2.0 molL11.36 molL1)/8 min0.08 molL1min1。答案答案D題組五其他類圖像題組五其他類圖像6.將I2溶于KI溶液中,能配制成濃度較大的碘水,主要是發(fā)生了反應(yīng):I2(aq)I(aq)I (aq)。該平衡體系中,I 的物質(zhì)的量濃度與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(曲線上的任何一點(diǎn)都代表平

11、衡狀態(tài))。下列說法正確的是(雙選)()A.反應(yīng)速率:vMvPB.平衡常數(shù):KNKPC.M、N兩點(diǎn)相比,M點(diǎn)的c(I)大D.Q點(diǎn)時(shí),v正v逆解析解析A項(xiàng),溫度越高,反應(yīng)速率越大,vMKP;C項(xiàng),M、N兩點(diǎn)相比,M點(diǎn)溫度低于N點(diǎn)溫度,升溫,平衡左移,所以M點(diǎn)的c(I)小。答案答案BD7.在容積相同的密閉容器內(nèi),分別充入同量的N2和H2,在不同溫度下,任其發(fā)生反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g),并分別在t秒時(shí)測(cè)定其中NH3的體積分?jǐn)?shù),繪圖如下:(1)A、B、C、D、E五點(diǎn)中,尚未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是_。(2)此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是_反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。AB放熱(3)AC段的曲線是增函數(shù),CE段曲線是減函數(shù),試從反應(yīng)速率和平衡角度說明理由:_。AC段:反應(yīng)開始v正v逆,反應(yīng)向右進(jìn)行生成NH3;CE段:已達(dá)平衡,升溫使平衡左移, NH3的體積分?jǐn)?shù)變小

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