专题7用数形结合的思想探究化学平衡图像

1、必考部分 第七章 化学反应速率和化学平衡 微专题7 用数形结合的思想探究化学平衡图像 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 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。此类题中涉及中学很多必修内上，具有简明、直观、形象的特点。此类题中涉及中学很多必修内容，影响化学反应速率、化学平衡的因素，水的电离，弱电解质的容，影响化学反应速率、化学平衡的因素，水的电离，弱电解质的电离，盐类水解，难

2、溶物的溶解平衡，以及元素化合物的性质，化电离，盐类水解，难溶物的溶解平衡，以及元素化合物的性质，化学方程式计算等，在高考命题中一直是考查的热点。考查学生分析学方程式计算等，在高考命题中一直是考查的热点。考查学生分析图像获取信息，加工信息，与化学基本理论相结合，解决实际问题图像获取信息，加工信息，与化学基本理论相结合，解决实际问题的能力。预计这将是考查学生学科内综合能力的一种方向，高考试的能力。预计这将是考查学生学科内综合能力的一种方向，高考试题考查这种题型的力度将加大。题考查这种题型的力度将加大。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解题步骤解题步骤 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量

3、 解题技巧解题技巧 (1)先拐先平，数值大先拐先平，数值大 在含量在含量(转化率转化率)-时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说时间曲线中，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。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。的关系，有时还需要作辅助线。 (3)三步分析法三步分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看一看反应速率是增大还是减小；二看v正正、v逆逆的相对大小；三看的相

4、对大小；三看化学平衡移动的方向。化学平衡移动的方向。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 一、浓度一、浓度-时间图时间图 此类图像能说明平衡体系中各组分在反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。如应过程中的浓度变化情况。如ABAB反应情况如图所示，解该类图像题要注意各反应情况如图所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点物质曲线出现折点(达到平衡达到平衡)的时刻相同，的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系即物质浓度变化各物质浓度变化的内在联系即物质浓度变化之比等于化学方程式中的化学计量数之比。之比等于化学方程式中的化学计量数之比。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量

5、调研调研1 (2011福建理综福建理综) 25 时，在含有时，在含有Pb 、Sn的某溶液的某溶液中，加入过量金属锡中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：，发生反应：Sn(s)Pb (aq)2222Sn (aq)Pb(s)，体系中，体系中22c(Pb )和和c(Sn )变化关系如图所示。下列变化关系如图所示。下列判断正确的是判断正确的是( ) A往平衡体系中加入金属铅后，往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb )增大增大 B往平衡体系中加入少量往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，固体后，c(Pb )变小变小 C升高温度，平衡体系中升高温度，平衡体系中c(Pb )增大，说明该反应增大，说明该反

6、应 H0 D25 时，该反应的平衡常数时，该反应的平衡常数K2.2 222第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：A项，金属铅是固体，其量的多少对平衡没有影响；项，金属铅是固体，其量的多少对平衡没有影响；B 2项，往平衡体系中加入少量项，往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体，体系中固体，体系中c(Sn )增大，促增大，促 22使平衡逆向移动，使平衡逆向移动，c(Pb )增大；增大；C项，升高温度，项，升高温度，c(Pb )增大，说增大，说 明平衡逆向移动，则该反应明平衡逆向移动，则该反应 H0；D项，该反应的平衡常数表达项，该反应的平衡常数表达 c? ?Sn? ?0.22式为式

7、为K2.2，故，故D项正确。项正确。 2c? ?Pb? ?0.10 2第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研2 (2015安徽省省级示范校联考安徽省省级示范校联考)T 时，将时，将NO2和和N2O4的混合气体通入容积不变的密闭容器中，发生反应：的混合气体通入容积不变的密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g) H0。各组分的浓度随时间的变化如图，下列说法。各组分的浓度随时间的变化如图，下列说法正确的是正确的是( ) A第第35 min时，时，NO2的体积分数高于第的体积分数高于第15 min时的体积分数时的体积分数 BT 时，时，N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数为的平衡

8、常数为0.9 Ca、b、c、d四点中，气体颜色最浅的是四点中，气体颜色最浅的是c点点 D010 min内反应体系对外界放热，内反应体系对外界放热，2530 min内反应体系内反应体系从外界吸热从外界吸热 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：根据图像中曲线变化可知根据图像中曲线变化可知X表示表示NO2的浓度变化，的浓度变化，Y表示表示 N2O4的浓度变化，反应开始时的浓度变化，反应开始时N2O4(g) NO2的浓度，反应方程式为的浓度，反应方程式为2NO22NO2(g)，25 min增加了增加了N2O4，由于，由于NO2的浓度增大，的浓度增大， 平衡向生成平衡向生成N2O4的方向

9、进行，在容积不变的密闭容器中压强增大，的方向进行，在容积不变的密闭容器中压强增大， NO2平衡转化率增大，第平衡转化率增大，第35 min时，时，NO2的体积分数小于第的体积分数小于第15 min 时的体积分数，时的体积分数，A项错误；项错误；T 时反应时反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常的平衡常 c2? ?NO2? ?0.62数数K0.9，B项正确；项正确；a、b、c、d四点中，气体颜四点中，气体颜0.4 c? ?N2O4? ?色最浅的是色最浅的是a点，点，C项错误；项错误；010 min时反应为时反应为 N2O4(g) 2NO2 (g)2NO2(g)，反应对外界吸热，反应对外界吸热，

10、2530 min时发生反应时发生反应N2O4(g)，反应体系对外界放热，反应体系对外界放热，D项错误。项错误。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 二、速率二、速率-时间图时间图 1如如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示的情况，解释原因：所示的情况，解释原因：AB段段(v渐增渐增)，因该反应为放热反应，随，因该反应为放热反应，随着反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；着反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段段(v渐小渐小)，则，则主要原因是随着反应的进行，溶液中主要原因是随着反应的进行，溶液中c(H)逐渐减小，导致

11、反应速逐渐减小，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。率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 2在平衡移动时，速率的变化情况：当平衡正移时，在平衡移动时，速率的变化情况：当平衡正移时，v(正正)v(逆逆)，平衡逆移时，平衡逆移时，v(正正)v(逆逆)。 以反应以反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) H0，且，且mnpq为例，其为例，其v- t图像如下所示。图像如下所示。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研3 (2011天津理综天津理综)向绝热恒容密闭容器中通入向绝热恒容密闭容器中通入SO2和和NO2

12、，一定条件下使反应，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是结论是( ) A反应在反应在c点达到平衡状态点达到平衡状态 B反应物浓度：反应物浓度：a点小于点小于b点点 C反应物的总能量低于生成物的总能量反应物的总能量低于生成物的总能量 D t1 t2时，时，SO2的转化率：的转化率：ab段小于段小于bc段段 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时，可逆反应只有正反应速率等于逆反应速率且为定

13、值时，可逆反应才达到平衡状态，图中曲线在才达到平衡状态，图中曲线在c点处没有出现水平线，故点处没有出现水平线，故A项错误；项错误；随着正反应的进行，未达到平衡状态时反应物的浓度应随着时间的随着正反应的进行，未达到平衡状态时反应物的浓度应随着时间的延长而减小，因此反应物浓度：延长而减小，因此反应物浓度：a点大于点大于b点，故点，故B项错误；化学反项错误；化学反应速率随着反应物浓度的增大而增大，随着温度的升高而增大，分应速率随着反应物浓度的增大而增大，随着温度的升高而增大，分析曲线析曲线ac段，从浓度方面考虑段，从浓度方面考虑v正正应减小，而应减小，而v正正是增大的，说明该是增大的，说明该反应是放

14、热的，且温度变化对反应是放热的，且温度变化对v正正的影响在的影响在ac段大于反应物浓度变段大于反应物浓度变化对化对v正正的影响，因此的影响，因此ac段反应混合物的温度是升高的，该反应的段反应混合物的温度是升高的，该反应的正反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故正反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故C项项错误；若错误；若 t1 t2，分析图中曲线可知：，分析图中曲线可知：ab段的正反应速率的平段的正反应速率的平均值小于均值小于bc段，所以段，所以bc段转化的段转化的SO2的量比的量比ab段转化的段转化的SO2的的量多，而量多，而a点浓度比点浓度比b点大，所以点大，所

15、以SO2的转化率：的转化率：bc段大于段大于ab段，故段，故D项正确。项正确。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研4 (2015长沙二模长沙二模)一定温度下的可逆反应：一定温度下的可逆反应：A(s)2B(g)2C(g)D(g) H0。现将。现将1 mol A和和2 mol B加入甲容器加入甲容器中，将中，将4 mol C和和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容，使乙的容积为甲的积为甲的2倍，倍，t1时两容器内均达到平衡状态时两容器内均达到平衡状态(如图如图1所示，隔板所示，隔板K不不能移动能移动)。则下列说法正确的是。则下列说法正确的是(

16、 ) 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 A保持温度和活塞位置不变，若向甲中再加入保持温度和活塞位置不变，若向甲中再加入1 mol A和和2 mol B，达到新的平衡后，甲中，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中的浓度是乙中C的浓度的的浓度的2倍倍 B保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中中B的体积分数均减小的体积分数均减小 C保持温度不变，移动活塞保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中的体积分数是甲中C的体积分数的的体积分数的2倍倍 D保持

17、温度和乙中的压强不变，保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图和图3所示所示 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：A项，保持温度和活塞位置不变，若向甲中再加入项，保持温度和活塞位置不变，若向甲中再加入1 mol A和和2 mol B，达到新的平衡相当于对乙平衡加压使容器体积变为原，达到新的平衡相当于对乙平衡加压使容器体积变为原来的一半，加压时乙中平衡会向逆反应方向移动，因此可推知甲中来的一半，加压时乙中平衡会向逆反应方向移动，因此可推知甲中C的浓度

18、小于乙中的浓度小于乙中C的浓度的的浓度的2倍；倍；B项，因正反应为放热反应，故项，因正反应为放热反应，故保持活塞位置不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到新的保持活塞位置不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡后，甲、乙中平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大；的体积分数均增大；C项，甲、乙容器中的原平项，甲、乙容器中的原平衡为等效平衡，因此保持温度不变，移动活塞衡为等效平衡，因此保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲，使乙的容积和甲相等，乙中平衡向左移动，因此达到新的平衡后，乙中相等，乙中平衡向左移动，因此达到新的平衡后，乙中C的体积分的体积分数小于甲中数小于甲中C的体积分数的的

19、体积分数的2倍；倍；D项，充入氦气后，甲容器体积不项，充入氦气后，甲容器体积不变，平衡不移动，乙容器因体积增大，相当于减小压强，平衡向正变，平衡不移动，乙容器因体积增大，相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，综上所述，反应方向移动，综上所述，D项叙述正确。项叙述正确。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 三、含量三、含量-时间时间-温度温度(压强压强)图图 常见形式有如下几种。常见形式有如下几种。(C%指某生成物的质量分数；指某生成物的质量分数；B%指某指某反应物的质量分数反应物的质量分数) a用催化剂，用催化剂，b不用催化剂不用催化剂 T2T1，正反应为吸热反应，正反应为吸热反应 第一章

20、第一章 常用化学计量常用化学计量 T2T1，正反应为放热反应，正反应为放热反应 p1p2，正反应为气体体积减小的反应，正反应为气体体积减小的反应 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 p1p2，正反应为气体体积增大的反应，正反应为气体体积增大的反应 方法：首先利用方法：首先利用“先拐先平，数值大先拐先平，数值大”判定温度、压强的大判定温度、压强的大小，即若到达平衡所用时间较短，则说明温度高、压强大、使用了小，即若到达平衡所用时间较短，则说明温度高、压强大、使用了催化剂，反应速率快。再利用勒夏特列原理判断改变催化剂，反应速率快。再利用勒夏特列原理判断改变T、p对平衡移对平衡移动的影响。动的影响

21、。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研5 (2011重庆理综重庆理综)一定条件下，下列反应中水蒸气含一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合图中曲线的是量随反应时间的变化趋势符合图中曲线的是( ) 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 ACO2(g)2NH3(g)BCO2(g)H2(g)CCH3CH2OH(g)CO(NH2)2(s)H2O(g) H0 CO(g)H2O(g) H0 CH2=CH2(g)H2O(g) H0 2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g) D2C6H5CH2CH3(g)O2(g) H0 解析：解析：四个选项中水蒸气均为生成物。依题左图可知

22、四个选项中水蒸气均为生成物。依题左图可知T2T1，升温，水蒸气含量减小，平衡左移，所以正反应为放热反应，即升温，水蒸气含量减小，平衡左移，所以正反应为放热反应，即H0，B、C错；依题右图可知错；依题右图可知p1p2，增压，水蒸气含量增加，即，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气体体积减小的反应，正反应为气体体积减小的反应，D错。错。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研6 (2015温州模拟温州模拟)已知某可逆反应已知某可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)。反应过程中，当其他条件不变时，。反应过程中，当其他条件不变时，C的体积分数与温度的体积分数与温度(T)和压强和压强(

23、p)的关系如图所示。下列叙述正确的是的关系如图所示。下列叙述正确的是( ) A正反应为吸热反应正反应为吸热反应 B降低温度，正反应速率增大降低温度，正反应速率增大 Cabcd D增大压强，增大压强，B的转化率增大的转化率增大 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：根据图像可知，随着温度的升高，根据图像可知，随着温度的升高，C的体积分数降低，的体积分数降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，A不正确；降低温度，反应速率一定是减小的，不正确；降低温度，反应速率一定是减小的，B不正确；当温度相不正确；当温度相

24、同时，压强越大，同时，压强越大，C的体积分数越大。说明增大压强，平衡向正反的体积分数越大。说明增大压强，平衡向正反应方向移动，即正反应是气体体积减小的反应，所以应方向移动，即正反应是气体体积减小的反应，所以C不正确，不正确，D正正确，答案选确，答案选D。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研7 (2015湖北联考湖北联考)将将I2溶于溶于KI溶液中，能配制成浓度较溶液中，能配制成浓度较大的碘水，主要是发生了反应：大的碘水，主要是发生了反应：I2(aq)I (aq)系中，系中，II3(aq)。该平衡体。该平衡体3的物质的量浓度与温度的物质的量浓度与温度(T)的关系如图所示的关系如图所

25、示(曲线上的任何曲线上的任何一点都代表平衡状态一点都代表平衡状态)。下列说法正确的是。下列说法正确的是( ) A反应速率：反应速率：vMvP B平衡常数：平衡常数：KNKP CM、N两点相比，两点相比，M点的点的c(I )大大 DQ点时，点时，v正正v逆逆 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：A中，温度越高，反应速率越大，中，温度越高，反应速率越大，vMvP；B中，由题中，由题 图可知，升温，图可知，升温，c(I3)减小，所以平衡常数：减小，所以平衡常数：KNKP；C中，中，M、N 两点相比，两点相比，M点温度低于点温度低于N点温度，升温，平衡左移，所以点温度，升温，平衡左移，

26、所以M点的点的 c(I )小。小。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研8 (2014安徽理综安徽理综)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：反应为：2NO2(g)O3(g)A N2O5(g)O2 (g)，若反应在恒容密闭容，若反应在恒容密闭容B 器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( ) 升高温度，平衡常数减小升高温度，平衡常数减小 C 03 s内，反应速率为：内，反应速率为： v(NO2)0.2 mol L1 D t1时仅加入催化剂，平衡正向移动时仅加入催化剂，平衡正向移动 达到平衡时

27、，仅改变达到平衡时，仅改变x，则，则x为为c(O2) 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：本题考查化学平衡原理，涉及图像分析、平衡常数、反本题考查化学平衡原理，涉及图像分析、平衡常数、反应速率计算及反应物的转化率等内容。应速率计算及反应物的转化率等内容。 A项正确，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能项正确，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，所以升高温度，平衡将逆向移动，平量，说明此反应是放热反应，所以升高温度，平衡将逆向移动，平衡常数减小；衡常数减小；B项错误，项错误， v(NO2)应等于应等于0.2 mol L1 s1；C项错项错误，

28、加入催化剂，平衡不发生移动；误，加入催化剂，平衡不发生移动；D项错误，达到平衡时，增大项错误，达到平衡时，增大c(O2)，平衡逆向移动，平衡逆向移动，NO2的转化率减小。的转化率减小。 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 调研调研9 (2014福建理综福建理综)在一定条件下，在一定条件下，N2O分解的部分实分解的部分实验数据如下：验数据如下： 反应时间反应时间 /min c(N2O) /(mol L1) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0

29、.000 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( ) (注：图中半衰期指任一浓度注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示均表示N2O初始浓度且初始浓度且c1c2) 第一章第一章 常用化学计量常用化学计量 解析：解析：本题考查化学反应速率及转化率，意在考查考生对图像本题考查化学反应速率及转化率，意在考查考生对图像的分析判断能力。的分析判断能力。 由表中数据可知，由表中数据可知，N2O的反应速率为一定值，与其浓度大小无的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半衰期与