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1、高中化学第二章化学反应速率与化学平衡重难点十化学平衡的图像（含解析）新人教版选修4重难点十 化学平衡的图像1化学平衡图象分析方法：对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下方法进行分析：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与平衡移动原理(勒夏特列原理)挂钩；结合可逆反应的特征，搞清正反应方向使吸热还是放热，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；看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥；看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势和图象中线的斜率；先拐先平，数值大例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向退离可得该变化的温度高、浓度大、
2、压强高；定二议一当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系，例如做等温线、等压线；2常见图象分类：（1）反应速率-时间图象：判断引起平衡变化的因素（2）物质的量(浓度)-时间图象：书写化学方程式；求反应物的转化率注意事项：何为反应物、生成物；反应物、生成物的化学计量数关系；是否为可逆反应（3）百分含量-温度、压强-时间图象；（4）转化率-温度、压强-时间图象；（5）百分含量-压强-温度图象。【重难点点睛】一、化学平衡图形问题的解题步骤：（1）看懂图象：看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义)；看线(即弄清线的走向和变化的趋势)；看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义)；看是否要作辅
3、助线(如等温线、等压线)；看定量图象中有关量的多少（2）联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律（3）作出判断：根据图象中表现的关系与所学规律相对比，作出符合要求的判断二、原则（1）“定一议二”原则 在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量，确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后，讨论横坐标与曲线的关系（2）“先拐先平，数值大”原则 在化学平衡图象中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高或表示的压强较大。【重难点指数】【重难点考向一】 百分含量-温度、压强-时间图象【例1】反应N2O4(g)2NO2(g)
4、H=57kJmol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示下列说法正确的是()Aa、c两点的反应速率：acBa、c两点气体的颜色：a深，c浅C由状态b到状态a，可以用加热的方法 Da、c两点气体的平均相对分子质量：ac【答案】C【解析】A由图象可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：ac，故A错误；B由图象可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，与a相比c点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比a的浓度高，NO2为红棕色气体，则a
5、、c两点气体的颜色：a浅，c深，故B错误；C升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，a点NO2的体积分数大，则T1T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，故C正确；D由图象可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，增大压强，化学平衡逆向移动，c点时气体的物质的量小，混合气体的总质量不变，则平均相对分子质量大，即平均相对分子质量：ac，故D错误；故选C。【名师点睛】考查化学平衡的图象，明确外界条件对化学平衡的影响及图象中纵横坐标的含义、“定一议二”“先拐先平”原则，N2O4(g)2NO2(g)H=+57kJmol-1，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的
6、体积分数增大；增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数减小，结合图象来分析解答。【重难点考向二】 产物百分含量与压强的关系曲线【例2】反应mA(s)+nB(g)pC(g)H0，在一定温度下，平衡时B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是()m+npx点表示的正反应速率大于逆反应速率npx点比y点时的反应速率慢若升高温度，该反应的平衡常数增大A B C D【答案】 【解析】由图象的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有np，m+n与p关系不能确定，故错误；x点位于曲线上方，未达到平衡状态，由图象可以看出，当B的含
7、量减小时，可趋向于平衡，则应是向正反应方向移动，即v正v逆，故正确；由图象的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有np，故错误；由图象可以看出x点的压强小于y点压强，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率慢，故正确；正反应为放热反应，若升高温度，平衡逆移，该反应的平衡常数减小，故错误；所以正确的有；故选B。【名师点睛】考查化学平衡图象问题，由图象可以看出，增大压强，B%增大，说明平衡向逆反应方向移动，则有np，注意A为固体的特征在曲线上的点为平衡状态，图象中x和y没有达到平衡状态，根据B的含量判断反应趋向于平衡分析反应进行的方向，正反
8、应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，据此解答。【重难点考向三】 物质的量(浓度)-时间图象【例3】一定温度下，在密闭容器内进行着某一反应，X气体(2mol)、Y气体(10mol)的物质的量随反应时间变化的曲线如图下列叙述中正确的是()A反应的化学方程式为5YX Bt1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍Ct2时，正、逆反应速率相等 Dt3时，逆反应速率大于正反应速率【答案】B【名师点睛】考查化学反应速率与化学平衡知识，做题时注意从反应物和生成物的物质的量的变化角度，判断反应物和生成物以及反应是否达到平衡，据图象判断出反应物和生成物，根据物质的量的变化判断计量数之间的关系，从而书
9、写化学反应。【重难点考向四】产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线【例4】反应N2O4(g)2NO2(g)H=+57kJmol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示下列说法正确的是()AA、C两点的反应速率：ACBA、C两点气体的颜色：A深，C浅C由状态B到状态A，可以用加热的方法DA、C两点气体的转化率：AC【答案】CD【解析】A由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大则反应速率大，则A、C两点的反应速率：AC，故A错误；B由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果
10、降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A点的浓度高，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，故B错误；C升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，故C正确；D由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，增大压强，化学平衡逆向移动，气体的转化率减小，所以A、C两点气体的转化率：AC，故D正确；故选CD。【名师点睛】考查化学平衡的图象，明确外界条件对化学平衡的影响及图象中纵横坐标的含义、“定一议二”“先拐先平”原则是解题关键；N2O4(g)2NO2(g)H
11、=+57kJmol-1，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大；增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数减小，结合图象来分析解答。【重难点考向五】转化率-温度、压强-时间图象【例5】已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比2：1充入SO2和O2，在一定条件下发生反应下图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度)，Y可以是()ASO2的转化率 B混合气体的密度 C密闭容器内的压强 DO2的体积分数 【答案】A【名师点睛】考查化学平衡图象，根据图象曲线变化判断温度高低是关键，由图可知，温度T2到达平衡所用
12、时间短，反应速率较快，故温度T2T1，温度升高，Y表示的物理量降低，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，据此结合选项进行判断。1在体积为VL的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)H0，当温度分别为T1、T2，平衡时，H2的体积分数与Br2(g)的物质的量变化关系如图所示；下列说法正确的是()A由图可知：T2T1Ba、b两点的反应速率：baC为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法DT1时，随着Br2(g)加入，平衡时HBr的体积分数不断增加【答案】B【解析】A根据图象可知，当加入的n(Br2)均为n
13、1建立化学平衡后，温度T1的H2的体积分数大于温度T2的，该反应是正反应为放热反应，升高温度，平衡逆反应方向移动导致氢气的体积分数降低，所以T1T2，故A错误；B对a和b来说，温度相同，H2的初始量相同，Br2的初始量是ba，a、b两个平衡状态，可以认为是向a的平衡状态加入(n2-n1)molBr2建立了化学平衡b，而加入Br2，平衡向正反应方向移动，建立平衡b后，其反应速率要增加，即两点的反应速率ba，故B正确；C增加Br2(g)通入量，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，而溴的转化率降低，故C错误；D当温度均为T1时，加入Br2，平衡会向正反应方向移动，导致HBr的物质的量不断增大，但
14、体积分数不一定逐渐增大，这与加入的溴的量及转化率有关，故D错误；故选B。【重难点点睛】考查外界条件对化学平衡的影响，易错选项是D，注意反应物的转化率增大，生成物的体积分数不一定增大，这与反应物的量有关。2一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知气体分压(P分)=气体总压(P总)体积分数，下列说法不正确的是()A550时，若充入惰性气体，v正，v逆均减小B650时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925时，用平衡分压代替平衡浓度表
15、示的化学平衡常数Kp=23.04P总【答案】C【解析】A可变的恒压密闭容器中反应，550时若充入惰性气体，相当于减小压强，则v正，v退均减小，故A正确；B由图可知，650时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化了xmol，则有C(s)+CO2(g)2CO(g)开始10转化x2x平衡； 1-x 2x所以100%=40%，解得x=0.25mol，则CO2的转化率为100%=25%，故B正确；C由图可知，T时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%即为平衡状态，所以平衡不移动，故C错误；D925时，CO的体积分数为96%，则CO2的体积分数都为4%，所以用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡
