内容正文:
思维导图
专题突破
章末总结
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思维
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专题突破
专题
突破
专题一 化学平衡图像的解题步骤与原则
1.解题“三步骤”
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2.解答“两原则”
以可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)为例:
(1)定一议二原则
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系;或者确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系,即“定一议二”原则。解题过程中,可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)+bB(g)cC(g)在不同温度下(T1<T2),压强(p)与混合气体中C的含量(C%)的关系图像如图所示。根据图像推出:
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①T1为一条等温线,随着压强的增大,C%减小,化学平衡逆向移动,a+b<c。
②在压强一定时(如p3),温度升高,C%增大,化学平衡正向移动,正反应是吸热反应。
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(2)先拐先平数值大原则
在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图1)或表示的压强较大(如图2)[以aA(g)+bB(g)cC(g)为例]。
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根据图像推出:
①图1中,温度T1、T2的大小关系是T2>T1,温度升高,C%(C的含量)减小,化学平衡逆向移动,正反应是放热反应。
②压强增大,C%(C的含量)减小,化学平衡逆向移动,a+b<c。
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3.各种类型
(1)物质的量(或浓度)-时间图像:
此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。解题时要注意各物质曲线的折点(到达平衡的时刻),各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况。
例如,2A3B+C的反应情况如图所示。
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(2)含量-时间-温度(压强)图像:
这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度(压强)下与时间的关系,解题时要注意一定条件下物质含量不再改变是化学反应达到平衡的特征。
例如,反应aA+bBcC+dD:
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(3)转化率(或质量分数)-温度、压强图像:
该类图像的纵坐标为物质的质量分数或反应物的转化率,横坐标为温度或压强。对于反应aA+bBcC+dD
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(4)几种特殊图像分析
①对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图甲、乙,M点前,表示从反应物开始,v(正)>v(逆);M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应ΔH<0。
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②对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图丙,L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点),A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以,E点v(正)>v(逆);则L线的右下方(F点),v(正)<v(逆)。
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(源于教材P51T4)可逆反应L(s)+aG(g)bR(g) ΔH达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示:x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数,压强p1>p2。下列判断正确的是 ( )
A.1+a<b
B.ΔH<0
C.a>b
D.增加L的物质的量,可提高G的转化率
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【思路点拨】 (1)首先作垂线固定单一因素影响。
(2)再根据纵、横坐标的变化判断平衡移动的方向。
(3)最后利用勒夏特列原理解答题目。
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【尝试解答】 由图像曲线的变化特点可知,升高温度,G的体积分数减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,说明该反应的正方向为吸热反应;增大压强,G的体积分数减小,则平衡向正反应方向移动,说明a>b;L为固体,浓度为常数增加L的物质的量,平衡不移动,G的转化率不变。
【答案】 C
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核心素养
考查途径
素养水平
变化观念平衡思想
本题借助图像考查考生接收、整合加工新信息的能力,考查考生平衡的思想与观念,利用图像分析平衡的变化。
水平3
证据推理模型认知
水平3
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1.在容积不变的密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中分析正确的是( )
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A.图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
D.图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
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解析:选B。A