内容正文:
考点07 化学平衡图像
【核心考点梳理】
化学平衡图像的类型
1.速率—时间图像(vt图像):
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则:分清正反应、逆反应及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
Ⅰ.v′正突变,v′逆渐变,且v′正>v′逆,说明是增大了反应物的浓度,使v′正突变,且平衡正向移动。
Ⅱ.v′正、v′逆都是突然减小的,且v′正>v′逆,说明平衡正向移动,该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应,降低温度或减小压强,使v′正、v′逆突然减小,且v′正>v′逆。
Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。
2.百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像:
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则——“先拐先平数值大”。
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Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1,正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1,A的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故a使用了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(压缩体积)。
3.百分含量(或转化率)—压强—温度图像:
Ⅰ Ⅱ
解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。如上图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa,则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;再确定温度T不变,作横坐标的垂线,与压强线出现两个交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,压强增大,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总体积减小的反应。
【核心归纳】化学平衡图像题的解题流程
【必备知识基础练】
1.(2023秋·青海西宁·高二校联考期末)对于可逆反应mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)反应过程中,其他条件不变时,产物D的质量分数D %与温度T或压强p的关系如图所示,下列说法正确的是
A.降温,化学平衡向正反应方向移动
B.使用催化剂可使D%有所增加
C.化学方程式中化学计量数m+n<p+q
D.升温,A的转化率提高
【答案】A
【解析】A.从第1个图中可以看出,其他条件不变,采用温度,达平衡所需时间比用温度短,即反应速率快,可以得出,但采用高温达到平衡时,生成物的百分含量低,说明升高温度平衡逆向移动,反之,降低温度平衡正向进行,A项正确;
B.催化剂不改变物质的转化率,B项错误;
C.从第2个图可以看出,其他条件不变时,采用的压强,比先达到平衡,所以,但采用高压,达到平衡时,生成物减少,说明加压,平衡左移,正反应是气体体积增大的反应,C项错误;
D.升温,平衡逆向移动,A的转化率减小,D项错误;
答案选A。
2.(2023秋·河南驻马店·高二统考期末)某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响图像如图所示。下列判断错误的是
A.由图1可知,T1<T2,该反应正反应为放热反应
B.由图2可知,该反应m+n>p
C.图3中,表示反应速率v正>v逆的是点1
D.图4中,若m+n=p,则a曲线可能使用了催化剂
【答案】C
【解析】A.根据“先拐先平数值大”,可知T1<T2,升高温度,C的百分含量减小,说明平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应,A正确;
B.由图可知,增大压强,C的百分含量增大,说明加压平衡正向移动,所以该反应m+n>p,B正确;
C.图中点1的转化率大于同温下的平衡转化率,说明点1反应逆向进行,反应速率:υ正<υ逆,C错误;
D.曲线a速率加快、平衡没移动,若m+n=p,曲线a可能使用了催化剂或加压,D正确;
故答案选C。
3.(2023春·贵州遵义·高二校联考期中)在某恒容密闭容器中投入1molX(s)和4molY(g),发生反应:X(s)+4Y(g)⇌M(s)+4N(g),测得在不同温度下达到平衡时,各组分的物质的量与温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为放热反应
B.n(Y)+n(N)=5mol
C.曲线b表示n(X)随温度的变化
D.600℃时,向该平衡体系中投入1molX(s),Y的平衡转化率不变
【答案】D
【解析】A.温度升