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沐澹化学
平衡图像
平衡图像
平衡问题会涉及到很多图像,图像的类型有很多种,但做题的思路是一样的,均是将图像语言转化为文字语言,再与化学平衡条件比较,利用平衡移动原理解题。
分析图像常从以下几个角度出发:
一看面(横坐标和纵坐标的意义,特别是纵坐标所代表的的意义,例如表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反);
二看线(看线的走向及变化趋势,判断曲线本身属等温线还是等压线,当有多余曲线及两个以上条件时,要注意“定一议二”);
三看点(看线是否通过原点,两条线的交点及线的折点、交点、终点);
四看辅助线(要不要作辅助线,如等温线、等压线、平衡线等);
一、速率/时间图像(V~t图像)
速率时间图像一般分为三类:连续类、断点类和平台类,分析图像时主要通过浓度、温度、压强和催化剂这四种因素的改变对平衡的影响来判断分析。
①连续类图像
图像
分析
结论
t1时突然增大,不变,
且>;
平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变,增大了反应物的浓度
t1时突然减小,不变,
且>;
平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变,减小了反应物的浓度
t1时突然增大,不变,
且>;
平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变,增大了生成物的浓度
t1时突然减小,不变,
且>;
平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变,减小了生成物的浓度
②断点类图像:
图像
分析
结论
t1时、均突然增大,
且>;
平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且
t1时其他条件不变,升高温度且
t1时、均突然增大,
且>;
平衡向逆反应方向进行
t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且
t1时其他条件不变,升高温度且
t1时、均突然减小,
且>;
平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且
t1时其他条件不变,降低温度且
t1时、均突然减小,
且>;
平衡向逆反应方向进行
t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且
t1时其他条件不变,降低温度且
③平台类图像
图像
分析
结论
t1时、均突然增大,
且=;
平衡不移动
t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂
t1时刻改变的条件可能是增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应,)
结论:增大反应物或生成物浓度,升高温度,增大压强或加正催化剂得到的新平衡的反应速率均大于旧平衡的反应速率;
减少反应物或生成物浓度,降低温度,减小压强或加负催化剂得到的新平衡的反应速率均小于旧平衡的反应速率;
二、百分含量(转化率、体积分数)/压强(温度)/时间图像
分析图像时,一般是斜率越大,温度越大或者压强越高,先出现拐点时,说明反应先达到平衡。然后通过勒夏特列原理分析,升温平衡应该向着吸热方向移动,加压平衡应该向着气体分子总数减小的方向移动,根据纵坐标代表的意义进而判断具体反应的移动方向,得出相应的结论。
以为例,表示反应物A的转化率,表示反应物A的体积分数,表示反应物A的百分含量,表示生成物C的体积分数,表示生成物C的百分含量。
T2曲线斜率大,表示T2>T1,从T1到T2,升高温度平衡应该向吸热方向移动,结果是反应物的转化率降低,平衡逆向移动了,即反应逆向吸热,正向放热,
P2曲线斜率大,表示P2>P1,从P1到P2,增大压强平衡应该向气体分子总数减小的方向移动,结果是生成物的百分含量降低,平衡逆向移动了,即反应逆向是气体分子总数减小的方向,
T1曲线斜率大,表示T1>T2,从T2到T1,升高温度平衡应该向吸热方向移动,结果是反应物的体积分数降低,平衡正向移动了,即反应正向吸热,
a曲线斜率大,表示a的反应速率快,但是生成物的百分含量相同,平衡没移动,造成这一结果的可能因素是加入了催化剂,或者反应前后气体分子总数不变,增大了压强,只是加快了反应速率,平衡没移动。
三、百分含量(转化率、体积分数)/压强/温度图像
在这类图像中包含了百分含量(转化率、体积分数)、压强和温度三个变量,分析图像的方法是:“定一议二”,即确定一个变量,讨论另外两个变量之间的关系,然后根据化学平衡移动原理得出结论。
以为例:
定压强:当压强一定时(105 Pa或106 Pa),生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,平衡逆向移动,升高温度平衡应该向吸热方向移动,即逆向吸热,正向放热,;
定温度:作横坐标的垂线,保持温度一定,与压强线出现两个交点,压强越大,生成物C的百分含量变小,平衡逆向移动,增大压强平衡应向气体分子总数小的方向移动,即逆向是气体总体积减小的方向,。
四、速率/温度(压强)