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2011届黄冈二轮化学备考专题复习--化学平衡图象题的题型归纳分析

※基本信息※
- 资料类型：专题训练
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※资料简介※
化学平衡图象归纳与分析
                                              武穴实验高中   胡建勋
化学反应速率和化学平衡图象类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图象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。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。化学平衡是长久以来高中化学的一个教学难点，从不同角度考查了学生思维的灵活性与深刻性．例如平衡状态的特征，等效平衡的三种情况的判断及在等效平衡基础上的平衡移动问题，题型多变复杂。现略举几例，归类剖析化学平衡图象问题的解题方法．
1. 题型分类
（1）分析外界条件对反应速率及化学平衡的影响；
（2）由图象判断反应特征（确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数的变化关系）；
（3）由反应和图象判断图象中坐标或曲线的物理意义；
（4）由反应和图象判断符合图象变化的外界条件；
（5）由反应判断图象正误等。
2.解题指导
(1)分析试题某一指定反应的特征, 看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。
（2）弄清外界条件改变（如温度、压强、浓度等）与某物理量的变化关系。
（3）看清坐标系中各坐标轴及各点所代表的含义，弄清曲线所表示的是哪些量的关系，特别注意Y轴所代表的物理量的含义。然后“定一议二”，当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系
（4）分析图象的变化趋势，如，曲线是上升还是下降，曲线的斜率变化等，一般“先拐先平”既先出现拐点的曲线所对应的条件下的反应先达到平衡状态。（一般是温度越高或者是压强越大，化学反应速率越大，相应的达到平衡需要的时间越短）
3、见曲线归纳
（1）浓度—时间图：此类图象能说明平衡体系中各组分在反应过程中的变化情况。如A+B     AB反应情况如图1所示，解该类图象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）全程速率—时间图（如图2所示）：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示的情况，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+)渐小，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%指产物的质量分数；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），常见类型有：

（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。
三、图象应用例析：
（1）由图象信息写出反应的化学方程式：
例1.某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图1，由图中的数据分析该反应的化学方程式为       。反应开始至2 min，Z的平均反应速率为      。
解析：化学方程式书写关键是确定反应物和生成物及它们对应的系数。一般地，反应物的量随时间不断减小，生成物则是不断增加。化学方程式各物质的化学计量系数之比等于相应物质的物质的量的变化量的比值。
（2）化学反应速率与各影响因素的关系。
例2.把镁条投入盛有盐酸的烧杯里，产生氢气的速率可由图2，在下列因素中：①.H+浓度；②.镁条的表面积；③.溶液的浓度；④.Cl-浓度。影响反应速率的因素是（）。
A．①④B．③④.C．①②③D．②③
解析：由Mg+2H+==Mg2++H2↑可知Cl--不影响反应速率，温度越高，反应速率越大；随反应的进行，H+浓度不断减小，则反映速率逐渐减慢。
（3）P、T对化学反应速率的影响：
例3．如图3表示外界条件（温度、压强）的变化对下列反应L（S）+G（g）==2R（g）-Q的影响，在图中Y轴是指（）
A．平衡混合物中R的体积分数B．平衡混合物中G的体积分数
C．G的转化率                D．L的转化率
解析：曲线反应的是温度、压强与Y之间的关系，且温度升高，Y减小，压强增大Y增大。根据化学方程式及选项的要求得出结论。
例4.在mA（S）+nB（g==pC（g）+Q的可逆反应中，在一定温度的条件下，B的质量分数与压强的关系如图4，有关叙述正确的是（）
A．m+n＜P    B．n＞p         C．x点时，正反应速率大于逆反应速率
D．x点的反应速率比y点的小E.y点时，正反应速率大于逆反应速率
解析：由图象曲线可知：Z%随压强增大而增大，故增大压强平衡逆向移动，又因为A为固体，则n＜ p，故A，B均错误；x、y两点均未达到平衡状态，其中x 点表示从正反应开始达到平衡状态前的某个状态，在一定温度和压强下，从正反应由大到小，最后达到平衡，所以正反应速率大于逆反应速率。Y点表示在一定温度和压强下，从逆反应开始；从图可知，y点压强大于x点压强，则可知y点反应速率大于x点反应速率。
（4）.根据图示进行有关计算。
例5.把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。生物固氮和大气固氮（闪电时N2转化为NO）属于自然固氮，这远不能满足人类的需要。工业固氮（合成氨）是目前人工固氮的主要方法。有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二。
表一：N2 + O2 ⇌2NO
温度 27℃ 2000℃
K值 3.84×10－31 0.1
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