平衡图象汇总.docx

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平衡图象汇总

化学平衡图象题解题思路汇总

一、图象题的一般解题思路

这类题目是讨论自变量x（如时间、温度、压强等）与函数值y（如物质的量、浓度

质量分数、转化率）之间的定量或定性关系，因此，要运用数学方法解决这类题目。

1．分析纵横坐标及曲线表示的意义。

2.分析曲线的变化趋势与纵横坐标的关系。

3.分析特殊点（起点、拐点、终点）及其含义。

4.有两个以上变量时，分别讨论两个变量的关系，此时确定其他量为恒量。

二、图象题的类型 

1．物质的量（或浓度）—时间图象

图1 A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的关系图

例1.某温度下，在体积为5Ｌ的容器中，Ａ、Ｂ、Ｃ三种物质物质的量随着时间变化的关系如图1所示，则该反应的化学方程式为_________，2ｓ内用Ａ的浓度变化和用Ｂ的浓度变化表示的平均反应速率分别为_________、_________。

[分析]这类题目是讨论同一时间段内各物质的变化量的比例关系，且要注意物质的量减少的为反应物，物质的量增多的为生成物。

又因物质的量都不变时，反应物、生成物共存，故方程式要用“

”表示。

2．速率—时间图象

例2.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图2所示，其中ｔ１～ｔ２速率变化的主要原因是_________；ｔ２～ｔ３速率变化的主要原因是_________。

图2  氢气发生速率变化曲线

[分析] 这类题目是讨论速率受外界条件影响而变化的图象。

因速率随时间延长先升高后降低，故速率要受反应过程中物质的浓度、温度（或压强）两种因素变化的影响。

[答案]反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高；盐酸物质的量浓度变小使化学反应速率降低。

例3.某温度下，在密闭容器里ＳＯ２、Ｏ２、ＳＯ３三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应2ＳＯ２＋Ｏ２

2ＳＯ３（正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图3所示。

图3 正、逆反应速率的变化曲线

①加催化剂对速率影响的图象是（　　）。

②升温对速率影响的图象是（　　）。

③增大反应容器体积对速率影响的图象是（　　）。

  ④增大Ｏ２的浓度对速率影响的图象是（　　）。

3.速率—压强（或温度）图象

例4.符合图象4的反应为（　　）。

图4  曲线图

Ａ．Ｎ２Ｏ３（ｇ）

ＮＯ２（ｇ）＋ＮＯ（ｇ）

Ｂ．3ＮＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（l）

2ＨＮＯ３（l）＋ＮＯ（ｇ）

Ｃ．4ＮＨ３（ｇ）＋5Ｏ２（ｇ）

4ＮＯ（ｇ）＋6Ｈ２Ｏ（ｇ）

Ｄ．ＣＯ２（ｇ）＋Ｃ（ｓ）

2ＣＯ（ｇ）

[分析]此类图象中曲线的意义是外界条件（如温度、压强等）对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。

4．转化率（或质量分数等）—压强、温度图象

例5.有一化学平衡ｍＡ（ｇ）＋ｎＢ（ｇ）

pＣ（ｇ）＋ｑＤ（ｇ），如图5所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图5可以得出的正确结论是（　　）。

图5 曲线图

 Ａ．正反应吸热，ｍ＋ｎ＞ｐ＋ｑ Ｂ．正反应吸热，ｍ＋ｎ＜ｐ＋ｑ 

 Ｃ．正反应放热，ｍ＋ｎ＞ｐ＋ｑ Ｄ．正反应放热，ｍ＋ｎ＜ｐ＋ｑ

 [分析]解决这类图象题目，采用“定一论二”，即把自变量（温度、压强）之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。

例6.ｍＡ（ｓ）＋ｎＢ（ｇ）

ｑＣ（ｇ）（正反应为吸热反应）的可逆反应中，在恒温条件下，B的体积分数（Ｂ％）与压强（p）的关系如图6所示，有关叙述正确的是（　　）。

Ａ．ｎ＜ｑＢ．ｎ＞ｑ

Ｃ．Ｘ点，ｖ正＞ｖ逆；Ｙ点，ｖ正＜ｖ逆

Ｄ．Ｘ点比Ｙ点反应速率快图6 曲线图

[分析]这类题目中曲线是表示“平衡”时，质量分数与压强（或温度）变化关系曲线。

Ｘ、Ｙ点则未达平衡状态，反应要向“趋向于平衡状态方向”进行，以此判断某点ｖ正、ｖ逆的大小关系。

比较Ｘ、Ｙ两点的速率快慢则依据压强的高低（或温度的高低）。

例7.图7表示ｍＡ（ｇ）＋ｎＢ（ｇ）

ｐＣ（ｇ）＋ｑＤ（ｇ）+Ｑ，在不同温度下经过一定时间混合体系中C的质量分数与温度Ｔ的关系；图8表示在一定条件下达到平衡（ｖ正＝ｖ逆）后ｔ时刻改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程，判断该反应是（　　）。

图7 曲线图图8 曲线图

Ａ．ｍ＋ｎ＞ｐ＋ｑ Ｑ＞0Ｂ．ｍ＋ｎ＞ｐ＋ｑ  Ｑ＜0

Ｃ．ｍ＋ｎ＜ｐ＋ｑ  Ｑ＞0Ｄ．ｍ＋ｎ＜ｐ＋ｑ Ｑ＜0

[分析]图7中，生成物的质量分数受同种外界条件的影响呈现两种变化趋势，则这两种趋势一定是平衡前、后的两种情况，故最高点时刚好建立平衡，其后，才为外界条件对平衡的影响。

5．质量分数—时间图象

例8.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9所示，请判断下列说法正确的是（  ）。

图9 曲线图

  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．化学方程式中气体的化学计量数ｍ＜ｐ＋ｑ

Ｄ．B的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动

[分析]这类图象的解题方法是“先拐先平”，即曲线先折拐的首先达到平衡，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响确定答案。

以上是常见的几种平衡图象及一般解题思路，具体问题要注意综合、灵活地运用。

例9.反应2Ｘ（ｇ）＋Ｙ（ｇ）

2Ｚ（ｇ）（正反应放热），在不同温度（Ｔ１和Ｔ２）及压强（p１和p２）下，产物Ｚ的物质的量（ｎ２）与反应时间（ｔ）的关系如图10所示。

下述判断正确的是（　）

图10  曲线图

Ａ．Ｔ１＜Ｔ２，p１＜p２Ｂ．Ｔ１＜Ｔ２，p１＞p２

Ｃ．Ｔ１＞Ｔ２，p１＞p２Ｄ．Ｔ１＞Ｔ２，p１＜p２

分析  该题要综合运用“定一论二”、“先拐先平”解题；也可依据“定一论二”和外界条件对化学平衡的影响解题。

总之，把握问题实质，正确分析图象意义，灵活运用解题方法是解决图象问题的关键。

练习题

1．在N2＋3H2

2NH3＋Q的反应中，为提高NH3的产率，在下列措施中能采取

A．使用催化剂B．升温C．加压　　　D．延长反应时间

2．对可逆反应A（g）＋nB

2C（g），恒温下，其反应物B的转化率（αB％）与压强的关系如图，则下列叙述中正确的是

A．B为固体n＞1B．B为液体n＞1C．B为气体n＞1D．B为气体n＜1

3．在200℃，1.01×105Pa条件下，H2＋I2

2HI＋Q反应达到平衡时，再改变温度到300℃时，H2的物质的量是

A．不变B．增大C．减少　　　　　　D．无法确定

4．在一化学平衡mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）A的转化率（αA％）同压强（Pa）、温度（T）的关系如图，分析下图可以得出的正确结论是

A．正反应是吸热反应m＋n＞p＋qB．正反应是吸热反应m＋n＜p＋q

C．正反应是放热反应m＋n＞p＋qD．正反应是放热反应m＋n＜p＋q

5．在温度相同，压强分别为p1、p2条件下，A（g）＋2B（g）

nC（g）的反应体系中，C的体积分数（C％）随时间（t）变化的曲线如图所示．下列结论正确的是

A．p1＞p2n＜3　　　　　　　　　　B．p1＜p2n＞3

C．p1＜p2n＝3　　　　　　　　　　D．p1＞p2n＞3

6．在2SO2＋O2

2SO3可逆反应中，为了充分利用SO2，可采用的方法是

A．增大压强　　　　B．使用催化剂

C．增加氧气的浓度　　　　D．增大SO2的浓度

7．2HI（g）

H2（g）＋I2（g），在密闭容器中，装入1molHI，在一定温度下，有50％发生分解，这时容器内气体的总物质的量是

A．0.5molB．1.5molC．1mol　　　　　D．2mol

8．在温度和压强不变时，1LNO2分解，按2NO2

2NO＋O2反应达到平衡状态，若NO2的转化率为40％，则平衡时体积变为

A．2.4LB．2.0LC．1.2L　　　　　D．1.0L

9．某温度下，反应N2O4（g）

2NO2（g）－Q在密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是

A．体积变小时，将使正反应速率增大

B．体积保持不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小

C．体积保持不变，加入少许N2O4，再达到平衡颜色变深

D．体积保持不变，升高温度，再达到平衡颜色变深

10、酶是蛋白质，因而具有蛋白质的特性．酶能催化多种化学反应，下列表示温度T与速率v关系的曲线，有酶参加的是

11．某温度下，反应A＋B

2C在密闭容器中进行，当反应达到平衡时，下列叙述中正确的是

A．当升高温度时，平衡逆向移动，说明正反应是放热的

B．升高温度时可增大正、逆反应速率、对平衡移动没有影响

C．若增加或减少B物质的量时，对化学平衡无影响，则B所处状态为气态

D．若A为气态，而加压平衡不移动，则B一定是气态，C也是气态

12．下列叙述中，正确的是

A．在某一特定的可逆反应中，只要其它条件不变，不论是否使用催化剂，平衡时产物的浓度总是一定的

B．SO2氧化成SO3是放热反应，升高温度，逆反应速率增加，正反应速率减少，平衡向左移动

C．对气体反应来说增加压强不一定会使化学平衡发生移动

D．如果1molN2和3molH2在一定条件下，在密闭容器中反应，达到平衡时其必然生成2molNH3

13．在可逆反应x＋2y

2z－Q中，x、y、z是三种气体，为了有利于z的生成应采用的反应条件

（1）高温

（2）高压（3）低温（4）低压（5）除去z（6）使用催化剂

A．

（1）

（2）（6）　　　　　　　　　　　B．

（1）

（2）（5）

C．（4）（5）（6）　　　　　　　　　　　D．

（2）（3）（5）

14．一定条件下反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）在10L的密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min内N2的反应速率为

A．1.2mol／（L·min）B．1mol／（L·min）

C．0.6mol／（L·min）D．0.4mol／（L·min）

15．在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是

　　A、反应混和物的浓度B、反应物的转化率

　　C、正、逆反应速率D、反应混和物的压强

16．能够充分说明在恒温下的密闭容器中，反应2SO2+O2

2SO3已经达到平衡状态的标志是（）

A．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:

1:

2B．SO2和SO3的浓度相等

C．容器中SO2、O2和SO3共存D．反应器内压强不再随时间发生变化

17．在2A＋B

3C＋4D中，表示该反应速率最快的是

A．υ（A）=0.5mol·L－1·S－1B．υ（B）=0.3mol·L－1·S－1

C．υ（C）=0.8mol·L－1·S－1D．υ（D）=1mol·L－1·S－1

18．能增加反应物分子中活化分子的百分数的是

A．降低温度B．使用催化剂C．增大压强D．增加浓度

19.可逆反应N2+3H2

2NH3的正逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是

A．3v正（N2）=v正（H2）B．v正（N2）=v正（NH3）

C．2v正（H2）=3v逆（NH3）D．v正（N2）=3v逆（H2）

20．在2L的密闭容器中，发生3A（g）＋B（g）

2C（g）的反应，若最初加入A和B都是4mol，10s后，测得υ（A）＝0.12mol·（L·S）－1，则此时容器中B的物质的量是

A．3.6molB．3.2molC．2.8molD．1.6mol

二、填空

1．在N2＋3H2

2NH3反应中，经2s后，NH3浓度增加0.6mol/L，则在此2s内，用H2浓度变化表示的平均反应速率为________

2．氨水中的平衡关系，用方程式表示为________

在平衡状态下，

（1）增大压强，平衡________，则溶液的碱性________．

（2）加入几滴强碱，平衡________．则溶液中________离子减少．（3）加入同浓度的氨水，平衡________．氨水的浓度________，碱性________．

3．在一定条件下，将A2和B2两种气体，通入2L密闭容器中，反应按下式进行：

mol/（L·s），vC＝1mol/（L·s），则x的值为________，y的值为________．

4．在一密闭容器内，盛有HI气体，在400℃时建立如下平衡：

2HI

H2＋I2－Q如果降低温度、混合气体物质的量________，颜色________．

5、已知有H2（g）＋I2（g）

2HI（g）（正反应放热）可逆反应，今有两体积相等的密闭容器，在A中充有0.5摩H2和0.5摩I2（g）。

B中充入2摩HI，在相同的温度下均达到平衡：

（a）A中压强是B中压强的________倍;A中HI浓度比B的_______，反应速度v（A）______v（B）

（b）将A的温度升高，v正______，v逆_____，混和气体颜色________，H2的转化率______混和气体平均分子量_______（变大、不变或变小）

（c）将B容器体积压缩1/4，混和气体颜色____，HI分解率_____，V正变_______，V逆变__________。

6、当化学反应PCl5（g）

PCl3（g）+Cl2（g）处于平衡状态时，向其中加入一种37Cl含量较多的氯气，平衡发生移动，在建立新平衡以前，PCl3中所含37Cl的百分含量比原平衡状态是否会增加?

请说明理由：

7、在下列平衡体系中:

xA（g）+B（s）

2C（g）+D（g）

（1）若增加压强（其它条件不变）,A在平衡体系中的质量分数增加,则x的取值范围为__________;

（2）若升高温度,C在平衡体系中的质量分数减小,则上述反应的逆反应为________热反应。

8、K2Cr2O7是橙红色晶体，K2Cr2O4是黄色晶体，若将K2Cr2O7配成一定浓度的溶液，可以发生的离子反应方程式为：

Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+，当达到平衡时，溶液的颜色在橙色和黄色之间，试回答：

（1）向盛有2mL的上述K2Cr2O7溶液的试管中滴入10滴2mol·L-1的NaOH溶液，则试管中的溶液呈色.原因是。

（2）向

（1）所得的溶液中滴入5滴2mol·L-1的硫酸，试管中溶液呈色，理由是。

9、如图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间用止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100mL6mol/L的盐酸，烧杯乙中盛有100mL的冷水。

现向烧杯甲的溶液中放入25gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25gNH4NO3固体搅拌使之溶解

（1）A瓶中气体颜色________（变深、变浅、不变）理由是___________________，混合气体的平均分子量__________（增大、减小、不变）。

（2）B瓶中的气体颜色__________

（变深、变浅、不变），理由是________________

_______________。

B瓶中化学平衡的移动方向是________________________________________。

三、计算题

1．在一定温度、压强和有催化剂存在时将N2和H2以体积比为1∶3混合，反应达到平衡时，混合气体中NH3占25％（体积分数）．如果混合前N2为100mol．试计算有多少molN2转化为NH3？

2．在373K时把0.5molN2O4气体通入5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色．反应进行到2s时，NO2浓度为0.02mol/L．在60s时，体系达到平衡，此时容器内压强是开始时的1.6倍．求：

（1）在2s时体系的压强为开始的多少倍？

（2）在平衡体系内N2O4的物质的量．

3．将4.6gN2O4晶体放入容积为4L的密闭容器里加热到298K，这时N2O4全部气化并发生反应：

N2O4（g）

2NO2（g），ΔH＞0．在反应达到平衡时，（298K）测得混合气体的压强为同温度下N2O4气体尚未分解时压强的1.5倍．求：

（1）平衡时容器内混合气体的总物质的量及压强各是多少？

（2）平衡时容器内NO2与N2O4的物质的量之比是多少？

4．有反应4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g）在一定条件下达到平衡．

（1）如果上述反应在定容的密闭容器中进行，随反应由开始至平衡，混合气体对同条件下氢气的密度将做何变化？

（2）如果上述反应（定容定温）达到平衡后再向容器中压入一定体积的氩气，平衡将有何变化？

（3）如果上述反应于定温时在定压容器中达到平衡后，再充入氩气，平衡将有何变化？