专题讲座七 用数形合的思想探究化学平衡图像.doc

专题讲座七　用数形结合的思想探究化学平衡图像 1．图像类型 (1)浓度—时间图：此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A＋B((AB反应情况如图1所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。 (2)速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。 (3)含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数) (4)恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示： (5)其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正＝v逆。 2．解题步骤 3．解题技巧 (1)先拐先平 在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、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。 题组一　浓度—时间图像 1．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)((N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图所示，回答下列问题： (1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线______表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________。 (2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝__________mol·L－1·min－1；反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是_________________________________。 (3)若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是_______。 A．加入催化剂 B．缩小容器体积 C．升高温度 D．加入一定量的N2O4 答案　(1)X　bd　(2)0.04　加入了0.4 mol NO2(或加入了NO2)　(3)BD 解析　(1)曲线X在0～10 min达到平衡时浓度变化了0.4 mol·L－1，而曲线Y在0～10 min达到平衡时变化了0.2 mol·L－1，所以可得X曲线为NO2的浓度变化曲线；达到平衡时浓度不再随时间而发生变化，所以b、d点均表示反应已达到平衡状态。 (2)NO2在0～10 min达到平衡时浓度变化了0.4 mol·L－1，所以用NO2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·min－1；而在25 min时，NO2的浓度由0.6 mol·L－1突变为1.0 mol·L－1，而N2O4的浓度在25 min时没有发生改变，所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0.4 mol NO2。 (3)加入NO2后平衡正向移动，所以若要达到与最后相同的化学平衡状态，还可通过增大压强，使平衡也同样正向移动；或者采取降低温度的方法，使平衡正向移动；也可以向容器中充入一定量N2O4，因为这样相当于增大容器中气体的压强，使得NO2的转化率提高，即达到与最后的平衡相同的平衡状态。 题组二　含量(转化率)—时间—温度(压强)图像 2．密闭容器中进行的可逆反应：aA(g)＋bB(g)((cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是(　　) A．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为吸热反应 B．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为吸热反应 C．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为吸热反应 D．T1T2，p1p2，a＋bc，正反应为放热反应 答案　B 解析　当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，这叫做“定一议二”。解答该题要综合运用“定一议二”和“先拐先平”的原则。由(T1，p1)和(T1，p2)两条曲线可以看出：①温度相同(T1)，但压强为p2时达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以p2p1；②压强较大(即压强为p2)时对应的w(B)较大，