专题2 微专题5 化学平衡图像的识别-【精讲精练】2023-2024学年高中化学选择性必修1苏教版（河北专版）（教师用书）

一、化学平衡图像的基本类型 1．速率—时间图(v­t图像) 如图所示，此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”等基本特征以及平衡移动(“变”)方向等。对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的速率变化如下图所示： 2．浓度—时间图(c­t图像) 此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。此类图像中各物质曲线的折点(达平衡)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。如下图所示： 3．速率—温度(压强)图(v­T或v­p图像) 反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线，用于判断反应的ΔH或气体体积关系。如下图所示： 4．恒压(温)线 该类图像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)，常见类型有如下图所示两种情况： 5．含量—时间—温度(压强)图 此类图像表示的是不同温度或压强下反应物或生成物的物质的量(体积)分数或转化率的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度(压强)下平衡状态的物质的量分数比较等信息，由图像可以判断T1、T2或p1、p2的大小，再判断反应的ΔH或气体物质的化学计量数关系(是吸热反应还是放热反应，是气体体积增大的反应还是缩小的反应)。 6．平衡常数变化图像 平衡常数只随温度的变化而变化。对于反应2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，温度升高，正反应的平衡常数变小，逆反应的平衡常数变大。如下图所示： 7．其他类型 如下图所示是其他条件不变时，某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的a、b、c、d四个点中，表示v正>v逆的点是c，表示v正<v逆的点是a，而b、d点表示v正＝v逆。 二、化学平衡图像题的分析方法及技巧 1．三步分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看Δv正、Δv逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 2．四要素分析法 看曲线的起点，看曲线的变化趋势，看曲线的转折点，看曲线的终点。 3．“定一议二”原则 图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。 4．“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状态；先出现拐点的曲线所代表的反应温度较高或压强较大。 对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)： 图A表示T2>T1，由T2→T1，C%增大，平衡右移，即降低温度，平衡正向移动，故正反应是放热反应。 图B表示p1<p2，由p2→p1，A%增大，平衡左移，即减小压强，平衡逆向移动，故正反应为气体总体积减小的反应，即a＋b＞c。 1. (2021·淄博检测)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 解析　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 2．对于反应：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，下列图像正确的是(　　) A．①②　　　　　　　　　 B．②③ C．③④ D．①④ 解析　该反应的特点是气体物质分子数目减小的放热反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的含量减小，C的物质的量分数增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，B的物质的量分数增大，C的物质的量分数减小，达到平衡的时间短，故①、④正确。 答案　D 3．如图所示，表示反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。 (1)氨的质量分数最高的一段时间是________(填字母)。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (2)t1、t3、t4改变的条件分别是 t1：________________； t3：________________； t4：________________。 解析　(1)平衡移动时，都是逆向移动，所以最初时的氨的质量分数最高。(2)t1时，v正、v逆均增大且v逆＞v正，改变的条件是升温；t3时，v正＝v逆，改变的条件是使用催化剂；t4时，v正、v逆均减小且v逆＞v正，改变的条件是减小压强。 答案　(1)A (2)升高温度　使用催化剂　减小压强 4．硫酸生产中，SO2催化氧