专题提升
有关化学平衡图像问题的分析
化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型,其特点是:图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型,偶尔也会在非选择题中出现。因为图像是用二维坐标表示的,所以该类试题包含的信息量比较大,随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高,这种数形结合的试题将频频出现。
【思维展示】
臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
选项 图像 判断 思维过程 结论
A 升高温度,平衡常数减小 图像特点:放热反应
性质特点:温度升高,平衡左移,K值减小 √
B 0~3 s内,反应速率为v(NO2)=0.2 mol•L-1•s-1 图像特点:
①时间:3 s
②平衡浓度:0.4 mol•L-1
计算公式:v=ΔcΔt
×
C t1时仅加入催化剂,平衡不移动 图像特点:平衡不移动
结论:加入催化剂,正逆反应速率增大倍数相等但平衡不移动 ×
D 达平衡时,仅改变x,则x为c(O2) 图像特点:横坐标增大,NO2转化率升高
结论:增大O2浓度平衡左移,NO2转化率降低 ×
【技巧点拨】
解答化学反应速率和化学平衡图像题的常用方法和技巧
(1)紧扣特征。弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,反应前后气体体积增大、减小还是不变,有无纯液体或固体物质参与反应等。
(2)“先拐先平”。在含量(转化率)—时间图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,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。
(3)“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,必要时可作辅助线。
(4)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。
以下均以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH<0且m+n>p+q为例。
速率—时间(或速率—压强)图像
该类图像一般有两种表现形式,如图甲和图乙:
图乙交点是平衡状态,平衡后升温,平衡逆向移动;平衡后加压,平衡正向移动。
[例1] 向某密闭容器中加入0.6 mol A、0.2 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[其中t0~t1阶段c(B)未画出]。t2时刻后改变条件反应体系中反应速率随时间变化的情况如图乙所示,且四个阶段都只改变一种条件并且改变的条件均不相同。下列说法正确的是( )