第2章 微专题4 化学平衡图像问题-【精讲精练】2023-2024学年高中化学选择性必修1人教版（教师用书）

1．化学平衡图像的类型及特点 (1)速率—压强(或温度)图像 ①可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： 则：Q<0，m>n。 ②根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH(吸热反应或放热反应)。 ③根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体体积的变化。 [方法指导] 根据v—T(或p)图像判断T(或p)对平衡移动的影响时，应根据交点后v正、v逆受T(或p)的影响加以判断。 (2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 Ⅰ.T2>T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。 Ⅱ.p2>p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应。 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可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。 [方法指导] (1)“先拐先平数值大。”在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则是先达到平衡，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)。 (2)正确掌握图像Ⅰ、Ⅱ中反应规律的判断方法 ①图Ⅰ中，T2>T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图Ⅱ中，p2>p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 ③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强。 (3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像 如上图中确定压强为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，做横坐标的垂线，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。 [方法指导] “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量。确定横坐标所表示的量，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”。如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体分子数减小的反应；1×105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 (4)物质的量(浓度)—时间图像(n/c－t图像) 在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。 ①横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。 ②该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。 ③在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。 ④用A的物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15 mol·L－1·min－1。 [方法指导] 各物质的n或c不随时间变化时达到平衡状态，据起始量和平衡量求出转化量，各物质的转化量之比等于化学计量数之比，可以得出方程式中化学计量数。 (5)特殊图像 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0，M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正>v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。 ②如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正>v逆的是点3，表示v正<v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。 [方法指导] ①中图像，由于某一条件对平衡的影响只能使平衡向一个方向移动，所以最高点(最低点)及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。 ②中图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 2．解题思维建模 1. (2023·浦城期中)已知反应3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)　ΔH＜0，图中a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时，D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采用的措施是(　　) ①增大A的浓度 ②加入催化剂 ③升高温度 ④恒温下，缩小反应容器体积 ⑤保持容器内压强不变，加入稀有气体 A．①②　　　　　　　　 B．②④ C．③④ D．④⑤ 解析　B　①增大A的浓度，反应速率加快，化学平衡发生改变，D的百分含量发生变化，故①错误；③升高温度，反应速率加快，反应向逆反应方向移动，D的百分含量发生改变，故③错误；⑤恒压下加入稀有气体，相当于减小压强，各物质的浓度减小，从而化学反应速率变小，到达平衡的时间