高中化学图像图表专题复习.docx
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高中化学图像图表专题复习
高中化学图像图表专题复习
一、图象题
对于化学有关图象问题，可按以下的方法进行分析：
1、看图像，认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。
所谓看图像，是指：
一看轴（即横坐标和纵坐标的意义），二看点（即起点、折点、交点和终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋势）等，这是解题的基础。
2、紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。
3、看清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反
应，在条件与变化之间搭桥；也可以根据坐标的数据，判断反应物或生成物在方程式中的系数，或据此求反应速率。
4、看清起点、拐点、终点，注意图像是否经过“原点”，即是否有“0”项，尤其是特殊点的意义，看清曲线的变化趋势。
5、先拐先平。
例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
6、定一议二。
勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有多个变量时，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。
7、注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系：
某物质的转化率与其“百分数”相反。
（一）化学平衡图像
【例1】．（2011全国II卷28）
反应aA（g）+bB（g）
cC（g）（ΔH＜0）在等容条件下进行。
改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
回答问题：
（1）反应的化学方程式中，a:
b:
c为_____________;
（2）A的平均反应速率vI（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）从大到小排列次序为_________；
（3）B的平衡转化率αI（B）、αⅡ（B）、αⅢ（B）中最小的是_____,其值是__________;
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是________________,采取的措施是____________;
（5）比较第Ⅱ阶段反应温度（T2）和第Ⅲ阶段反应温度（T3）的高低：
T2T3（填“>”“<”“=”），判断的理由是_________________________________________;
（6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。
解析：
由图像知在第Ⅰ阶段达到平衡时A、B、C的浓度变化量分别是1.0、3.0和2.0，所以反应的化学方程式中，a:
b:
c＝）1:
3:
2；由图像可以计算出A的平均反应速率vI（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）分别为2/20、0.36/15和0.12/15，vI（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）从大到小排列次序为vI（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）；同理可以计算出B的平衡转化率αI（B）、αⅡ（B）、αⅢ（B）分别为0.5、0.38和0.19；由第一次平衡到第二次平衡是C的浓度瞬间降低到0，即移走量产物C，平衡向正方应方向移动；第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段相比，反应物浓度降低，生成物浓度增大，平衡向正方应方向移动，因为反应放热，所以是降低了温度；由于反应是一个体积增大的可逆反应，所以扩大容器的体积平衡向逆反应方向移动。
答案：
（1）1:
3:
2
（2）VI（A）VⅡ（A）VⅢ（A）（3）αⅢ（B）19%（4）向正反应方向从反应体系中移出产物C（5）>此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
【例2】.已知：
①25℃时弱电解质电离平衡数：
Ka（CH3COOH）＝
，Ka（HSCN）＝0.13；难溶电解质的溶度积常数：
Kap（CaF2）＝
②25℃时，
mol·L-1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略体积变化），得到c（HF）、c（F-）与溶液pH的变化关系，如下图所示：
请根据以下信息回答下旬问题：
图2
（1）25℃时，将20mL0.10mol·L-1CH3COOH溶液和20mL0.10mol·L-1HSCN溶液分别与20mL0.10mol·L-1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）变化的示意图为图2所示：
反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是，反应结束后所得两溶液中，c（CH3COO-）c（SCN-）（填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）25℃时，HF电离平衡常数的数值Ka
，列式并说明得出该常数的理由。
（3）
mol·L-1HF溶液与
mol·L-1CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生。
【答案及解析】：
给信息多，可以对信息进行初步分析，也可以根据问题再去取舍信息。
信息分析：
①HSCN比CH3COOH易电离，CaF2难溶。
②F-PH=6,PH=0时以HF存在。
F-与HF总量不变。
问题引导分析（解题分析与答案）：
（1）相同的起始条件，只能是因为两种酸的电离度不同导致溶液中起始反应时H+
浓度不同引起反应速率的不同。
反应结束后，溶质为CH3COONa和NaSCN,因CH3COOH酸性弱于HSCN，故CH3COONa水解程度大，c（CH3COO-）＜c（SCN-）。
（2）HF电离平衡常数Ka=【c（H+）*c（F-）】/c（HF）,其中c（H+）、c（F-）、c（HF）都是电离达到平衡时的浓度，选择中间段图像求解。
根据图像：
PH=4时，c（H+）=10-4，c（F-）=1.6×10-3、c（HF）=4.0×10-4。
Ka=0.4×10-3。
（3）PH=4.0，则c（H+）=10-4,此时：
根据HF电离，产生的c（F-）=1.6×10-3，而溶
液中的c（Ca2+）=2.0×10-4。
c2（F-）×c（Ca2+）=5.12×10-10，5.12×10-10大于Kap（CaF2）＝
，此时有少量沉淀产生。
【教与学提示】：
本题比较全面地考察了电离平衡常数与溶解平衡常数的知识内容。
要求学生会读图，要掌握平衡常数的表达式和含义：
平衡时的溶液中的各种相关离子的浓度。
要理解溶解平衡的含义：
达到饱和溶液时的最大值，大于则沉淀析出，小于则不析出。
明确平衡常数是随温度变化的，不随溶液中的离子浓度的实际值而发生变化。
在平衡常数的教学中，可以设计一个关于化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数的专题，有比较，有触类旁通地系统地研究和学习平衡常数问题。
练习：
1、T℃时，A气体与B气体反应生成C气体.反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积百分含量与时间的关系如图（Ⅱ）所示.则下列结论正确的是 （ ）
A.在（t1+10）min时，保持其它条件不变，增大压强，平衡逆向移动
B.其它条件不变，升高温度，A的转化率一定增大
C.T℃时，若由0.4mol／LA、0.4mol／LB和0.2mol／LC反应，达到平衡后，c（C）仍为0.4mol／L
D.（t1+10）min时，保持压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
2、对于反应mA（s）+nB（g）
eC（g）＋fD（g），反应过程中，当其他条件不变时，C在混合气体中的体积分数与T（温度）或p（压强）关系如图所示，下面几种叙述中正确的是（ ）
A.使用催化剂，平衡时C在混合气体中的体积分数增大
B.升温，化学平衡向正反应方向移动
C.化学方程式的化学计量数关系nD.其他条件不变，增加体系的压强，平衡正向移动
3、电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。
下图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。
下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是
（二）化学反应及能量图像
1．（11年上海）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。
下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是
解析及答案：
（三）金属及其化合物相关图像
1、下列实验中产生的现象与对应图形（纵坐标n均表示产生的Al（OH）3的物质的量）不相符的是（）
A．在AlCl3溶液中滴加氨水至过量B．向NaOH溶液中滴加AlCl3至过量
C．向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量D．向H2SO4溶液中加入NaAlO2溶液至过量
2、（10年上海）将0．4gNaOH和1．069
混合并配成溶液，向溶液中滴加0．1mol·
稀盐酸。
下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成
的物质的量的关系的是
3、将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1mol/LNaOH溶液。
请回答：
⑴若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH
溶液的体积V变化如右图所示。
当V1＝160mL时，则金属
粉末中n（Mg）＝ mol，V2＝ mL。
⑵若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，
则滴入NaOH溶液的体积V（NaOH）为 mL。
⑶若混合物仍为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用
100mL2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无
Al（OH）3。
满足此条件的a的取值范围是：
。
答案：
⑴0.06；440⑵400⑶1＞a≥0.5
4、在下图中，横坐标为向一定量的某溶液中加入某种物质的量，纵坐标为生成沉淀的量。
从图中，选择适合表中各题要求的序号填入表中
溶液
加（或通入）物质
序号
⑴饱和石灰水
通入过量CO2
⑵AlCl3溶液
加入过量浓氨水
⑶含少量NaOH的NaAlO2溶液
逐滴加入稀盐酸
⑷MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴加入NaOH溶液至过量
⑸NaOH溶液
逐滴加入Al2（SO4）3溶液至过量
⑹稀硫酸溶液
逐滴加入NaAlO2溶液至过量
⑺含少量盐酸的AlCl3溶液
逐滴加入KOH溶液至过量
答案：
⑴A；⑵B；⑶D；⑷E；⑸C；⑹F；⑺G
5、在两份体积相同的NaOH溶液中，分别通入CO2气体，
充分反应后，在所得溶液A、B中分别加入1mol/L的
盐酸，所加盐酸体积（mL）与产生CO2气体的体积（L）
的关系如图所示，
试填写下列空白：
（1）两份NaOH溶液A和B的物质的量浓度之比
为，通入CO2气体的体积之比是（相
同条件）。
（2）与盐酸反应前，A溶液中的溶质是，其物质的量之比是。
（3）与盐酸反应前，B溶液中的溶质是，其物质的量之比是。
答案：
⑴3：
4；2：
1
⑵Na2CO3、NaHCO3；1：
1
⑶NaOH、Na2CO3；2：
1
6.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。
现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。
在反应结束后的溶液中逐滴加入4mol/LNaOH溶液，所加的NaOH溶液的体积（mL）与产生沉淀的物质的量（mol）关系如下图所示。
图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为：
在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为_________________________。
上述现象说明溶液中______离子结合OH-的能力最弱。
B与A的差值为____________mol。
B对应的沉淀量为__________mol，C对应的溶液体积为____________mL。
答案及解析：
二、表格题
【例1】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
其化学平衡常数K与温度t的关系如下：
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）,其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数K=。
（2）该反应为反应。
（填“吸热”或“放热”）
（3）800℃，固定容器的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c（CO）=0.01mol/L,c（H2O）=0.03mol/L,c（CO2）=0.01mol/L,c（H2）=0.05mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成
速率（填＂大＂＂小＂或＂不能确定＂）
（4）830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2molCO2和1molH2,平衡后CO2的转化率为,H2的转化率为.
解析与答案：
由平衡常数的定义知该反应的化学平衡常数K的表达K=c（CO）×c（H2O）/c（CO2）×c（H2）;.可逆反应的平衡常数一般只随温度的改变而改变，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大，放热反应的平衡常数随温度升高而减小；由表中数据知该反应随温度的升高而增大,可推知升高温度,平衡向正反应方向移动,所以该反应为吸热反应.把起始浓度代入平衡常数的表达式中,其比值小于800℃时的K值,则反应将向正反应方向移动,H2O的消耗速率比生成速率小;830℃时,平衡常数为1,设反应中转化的CO2浓度为x,则反应过程中物质浓度的变化情况为：
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）
起始时（mol/l）2100
转化了（mol/l）xxxx
平衡时（mol/l）2－x1－xxx
据平衡常数的关系可得（2－x）×（1－x）=x×x,解得x=2/3,则平衡后CO2的转化率为1/3,H2的转化率为2/3
【例2】．在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间（s）
0
20
40
60
80
n（NO2）/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n（N2O4）/mol
0.00
0.05
n2
0.08
0.08
（1）在上述条件下从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为____mol·L－1·min－1。
（2）n3n4（填“>”、“<”或“=”），该反应的平衡常数的值为；
答案：
（1）0.15
（2）=2.8
【例3】工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。
压强及温度对SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：
SO2：
7%，O2：
11％，N2：
82％）：
①如何利用表中数据推断SO2的氧化反应的热效应？
②在400一500℃时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：
答案：
【表格练习题】
1．甲醇（CH3OH）是一种重要的化工原料，合成甲醇的主要反应为：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）反应过程中的能量变化如图所示。
（1）CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）ΔH0（填＜、＝、＞）
（2）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?
______________________，
原因是_______________________________________：
（3）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：
E1_________，
E2_______________（填“增大”“减小、”“不变”）。
（4）在一定条件下，上述反应在一密闭容器中达到平衡。
在保证H2浓度
不变的情况下，增大容器的体积，平衡____________（填字母）。
A．向正反应方向移动B．向逆反应方向移动C．不移动
作出此判断的理由是____________________________________________________________。
（5）原料气的加工过程中常常混有一定量CO2，为了研究不同温度下CO2对该反应的影响，以CO2、CO和H2的混合气体为原料在一定条件下进行实验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的。
实验数据见下表：
CO2%-CO%-H2%
（体积分数）
0–30–70
2–28–70
4–26–70
8–22–70
20–10–70
反应温度/℃
225
235
250
225
235
250
225
235
250
225
235
250
225
235
250
碳转化率（%）
CH3OH
4.9
8.8
11.0
36.5
50.7
68.3
19.0
33.1
56.5
17.7
33.4
54.4
8.0
12.0
22.6
CH4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2.8
2.8
2.8
①由上表数据可得出多个结论。
结论一：
在一定条件下，反应温度越高，碳转化率__________。
结论二：
__________________________________________________________。
②为了验证结论二，有科学家又用以下五组不同组成的原料气再次进行实验。
组别
体积分数（%）
CO
CO2
H2
N2
第1组
19.7
0.0
59.1
21.2
第2组
20.7
0.3
62.1
16.9
第3组
16.9
1.3
50.7
31.1
第4组
19.8
5.5
59.4
15.3
第5组
20.3
10.9
60.9
7.9
进行该验证实验时，控制不变的因素有__________、_________、_________________等。
答案：
（1）＜
（2）不影响；催化剂不改变平衡的移动。
（3）减小、减小（每空1分）
（4）C该反应达到平衡时，平衡常数K＝增大容器体
积时，c（CH3OH）和c（CO）等比例减小，由于H2浓度不变，此时的值仍然等于K，所以平衡不移动。
（5）①越高
原料气含少量CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO2含量过高碳转化率又降低且有甲烷生成。
②温度压强CO和H2的体积分数之比
3.醋酸是重要的一元酸，在有机和无机反应中都有应用。
（1）在酯化反应的实验中，乙酸、乙醇的用量和平衡时乙酸乙酯的生成量如下表
反应
乙醇/kmol
乙酸/kmol
乙酸乙酯/kmol
1
2
2
1.33
2
3
2
1.57
3
4
2
X
4
5
2
1.76
①该酯化反应的平衡常数K的表达式为：
K＝
②由表中数据推测，X的数值1.57（填大于，小于或等于）推断的依据为
③假设乙醇的价格为500元/kmol，乙酸乙酯的价格为1600元/kmol，同反应2相比，反应3的经济效益（填：
增加或减少）
（2）10mL0.10mol·L－1的稀醋酸中存在着平衡：
CH3COOH
CH3COO－＋H＋。
①向稀醋酸中不断加水②向稀醋酸中慢慢滴加0.10mol·L－1的稀氢氧化钠溶液。
①中醋酸电离度的变化图线已画出，请你在下【图一】中画出②过程中醋酸电离度的变化图线
1-H2C2O4
2-HC2O4-
3-C2O42-
【图一】
答案：
（1）①K＝
；②大于，在乙酸的物质的量相同条件下，增加乙醇的物质的量平衡向右移动，乙酸乙酯的物质的量增加，减少乙醇的物质的量平衡向左移动，乙酸乙酯的物质的量减少；
③减少
（2）如右图
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