(完整版)高考化学《化学平衡的图像》考点例析及高分冲刺强化训练汇总.doc
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1、高考化学化学平衡的图像考点例析及高分冲刺强化训练I、考点例析【基本考点自查及例析】考点聚焦1进一步掌握理解浓度、温度、压强、催化剂等条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响。2能够通过对图形、图表的观察,获取有关的感性知识和印象,并对这些感性知识进行初步加工和记忆知识梳理1牢固掌握有关的概念与原理,尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲,正逆反应速率如何变化,化学平衡如何移动,在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图象。2对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。(
2、2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,v(吸)v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。(4)注意终点。例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。3对于化学平衡的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒沙特列原理挂钩。(2)紧扣可逆反
3、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,在条件与变化之间搭桥。(4)看清起点、拐点、终点,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。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。知识要点(一)图像类型1时间类型图像分析方法:解答化学反应速率和化学平衡图象题的前提是:正确识别图象,明确曲线的“三点一走向”:起点、转折点、终点(转折点是特殊点解题重要依据);走向为变化趋势。解题技巧
4、是:(1)“先拐先平”:在含量时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大。、物质的量与时间关系图:、浓度或百分含量与时间关系图:(II)(I)、速率与时间关系图:X的转化率时间oab转化率与时间图像:2温度-压强图像:分析方法:(2)“定一议二”:在含量T/p曲线中,图象中有三个变量,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系(因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变)。即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(通常可画一垂线),讨论横坐标与曲线的关系。0 T t(s)P% 六、巩固练习:试题枚举【例1】某温度下,在体积为5的容器中,、三种
5、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_,2内用的浓度变化和用的浓度变化表示的平均反应速率分别为_、_。 解析: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。答案:23;008(s);012(s)。 【例2】 对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W,在其他条件不变的情况下,增大压强,反应速率变化图象如图1所示,则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为 AZ、W均为气体,X、Y中有一种是气体BZ、W中有一种是气体,X、Y皆非气体CX、Y、Z、
6、W皆非气体DX、Y均为气体,Z、W中有一种为气体解析: 经常有一些同学错选B,认为增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动其实,图象告诉我们的是:增大压强,加快了正、逆反应,但逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度,由此而导致平衡向左移动而压强的改变,只影响气体反应的速率,选项B所言的X、Y皆非气体即其正反应速率不受影响,故正确答案为A答案:A【例3】下列各图是温度(或压强)对应;的正、逆反应速率的影响,曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,其中正确的是解析:曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,升高温度,增加压强,、均增大,B中,D中、走向均减小,则B、D均错;可逆反应;的正反应是一个气体体
7、积增大的吸热反应,则升高温度,向正反应方向移动,故;增加压强,向逆反应方向移动,故。答案:A、C【例4】 现有可逆反应A(g)2B(g)nC(g)Q,在相同温度、不同压强时,A的转化率跟反应时间(t)的关系如图4,其中结论正确的是 Ap1p2,n3 Bp1p2,n3Cp1p2,n3 Dp1p2,n=3解析: 当其他条件不变时,对于有气体参加的可逆反应,压强越大,到达平衡的时间越短图象中曲线和横轴平行,表明反应已达平衡由图象知道,当压强为p2时,该反应到达平衡的时间较短,故p1p2在其他条件不变的情况下,增大压强会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动因p1p2,且当压强为p1时,A的转化率较大,
8、所以正反应为气体体积增加的反应,即1+2n,故正确答案选B。答案:B【考点解析及例析】化学平衡图像题,一是以时间为自变量的图像;二是以压强或温度为自变量的图像。从知识载体角度看,其一判断化学平衡特征;其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程;其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征;其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。 解题关键 一是读图,弄清图像含义,通过观察弄清横坐标、纵坐标的含义及单位;搞清特殊点的意义,如坐标轴的“0”点,曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等;分析曲线的变化趋势如斜率大小、升降。二是识图,进行信息提取,挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息,在统摄信息的基础上
9、进行逻辑推理或运用数据计算。三是用图,联想化学原理解答问题。 1. 以速度时间(v-t)图像计算平衡浓度 例1 在容积固定为2L的密闭容器中,充入X、Y气体各2mol,发生可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),并达平衡,以Y的浓度改变表示的反应速度与时间t的关系如图所示,则Y的平衡浓度表达式正确的是(式中S是对应区域的面积)( ) 解析 根据v-t曲线计算反应物的平衡浓度,初看题目似乎无从下手,若静心思考,从定义出发,Y减少的浓度,随着反应进行,逆反应同时生成部分Y,因此Y的平衡浓度为初始浓度与消耗浓度之差。瞬时速率与时间的乘积即为微小矩形的面积,累积计算则Y减少的浓度表示为,Y增加的浓度
10、表示为,则Y的平衡浓度表示为:,故选B。 2. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质 例2 已知合成氨的反应为:在一定条件下达到化学平衡,现升高温度使平衡发生移动,下列图像中能正确描述正、逆反应速率(v)变化的是( ) 解析 此题易误选D,以为逆反应速率升高了正反应速率必然降低,其实升高温度放热、吸热方向的反应速率都增大,但吸热反应增大的幅度大,因此平衡向吸热反应方向移动,合成氨的正反应为放热反应,应选C。图A和图B分别是加压、增加反应物浓度后速率的变化情况。 3. 以物质的量(浓度)时间(n(c)-t)图像描述可逆反应达平衡的过程 例3 在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量n
11、随反应时间t变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( ) A. 反应的化学方程式为2MN B. C、D. 解析 解题关键是抓住起点和等特殊点,在0到时间内(或选取0到之间的任一点)从8mol到4mol减少了4mol,从2mol到4mol增大了2mol,因此N为反应物,方程式为2NM(从反应趋势看,N没有完全转化为M,故为可逆反应)。时,瞬时浓度也相等,但浓度变化并不相等,实际是,不再改变,达到了平衡状态,体积相同,c与n成正比,因此只有选项D正确。 4. 以c-t图像描述等效平衡过程 例4 在425时,1L密闭容器中进行反应:2HI(g),以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡(如下图) (
12、1)将图示3种情况的反应物、生成物的初始浓度和平衡浓度填入表格。 (2)以上3种情况达到化学平衡是否为同一平衡状态?由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征? (3)等温、等容情况下,等效平衡的条件是什么?解析 (1)将图像信息转化为数据信息是处理信息的基本能力,填表如下所示。(2)达平衡时反应物和生成物浓度完全相同,故为同一平衡状态。在一定条件下达到平衡后,正、逆反应速率,平衡混合物中各物质的浓度保持不变。 (3)等温、等容时,将生成物(或反应物)折算为同一侧的量完全相同时,即为等效平衡。 5. 以物质的量(转化率);时间(n(R)-t)图像描述温度或压强对平衡移动的影响 例5 反应2X(g
13、)+Y(g) 2Z(g)+Q,在不同温度()及压强()下,产物Z的物质的量与反应时间t的关系如图所示,下述判断正确的是( ) 解析 T相同时(上面2条曲线),p越大反应速率v越快,达到化学平衡的时间t越短,故;若从纵坐标来分析,增大,平衡向正向移动,对照反应特征(气体体积减小)可知。同理,压强相同时(下面2条曲线),温度越高反应速率越快,达到化学平衡的时间越短,故,或从来分析,减小,平衡向逆向移动(正向放热则逆向吸热),说明,选C。 6. 以转化率(体积分数);压强、温度(Rp、T)图像判断平衡状态 例6 如图,条件一定时,反应2(正反应为放热)中NO的与T变化关系曲线图,图中有a、b
14、、c、d4个点,其中表示未达到平衡状态,且的点是( ) A. a B. b C. c D. d解析 化学平衡时有,a、b在曲线上为平衡点,c、d点未达平衡。d点在曲线右上方,从d点向横坐标引辅助线,可知该温度平衡时R(NO)比d点的小,说明该点未达平衡,且平衡向逆向移动,或从d点向纵坐标引垂线,d点T比平衡点的高,该反应正向放热,升高温度平衡向吸热的逆向移动,同样得出结论,而选D。 7. 根据R(质量分数w、体积分数);p、T图像判断反应特征 例7 已知反应,A的转化率与p、T的关系如图,根据图示可以得出的正确结论是( ) A. 正反应吸热, B. 正反应吸热, C、D. 正反应放热, 解析
15、相同p时,升高T,RA提高,说明正反应为吸热;相同T,增大p,RA提高,说明正反应为气体体积缩小的方向,故选A。 8. 由v-p(T)图像描述平衡移动时正逆v的变化 例8 下列反应符合下图p-v变化曲线的是( ) A. 2HI(g)B. C. 4NO(g)+ D. CO(g)+C(s) 2CO(g) 解析 根据勒沙特列原理,增大p,都增大,但气体分子数多的一边增大的幅度大,平衡向气体体积缩小的方向移动。由图示可知,斜率大,即随p增大增大的多,故应为气体分子数较多的一边,B选项符合图示。 9. 混合气体平均相对分子质量;温度(压强)()图像 例9 可逆反应2A+B2C(g)+Q(Q0)随T()变
16、化气体平均相对分子质量的变化如图所示,则下列叙述中正确的是( ) A. A和B可能都是固体 B. A和B一定都是气体 C. A和B可能都是气体 D. 若B为固体,则A一定为气体 解析 正反应放热则逆反应吸热,观察曲线可知,T升高化学平衡向逆向移动,气体的减小。由平均摩尔质量定义可判断:T升高,A和B都是固体时,只有1种气体C,不变;A和B是气体时,气体不变,变大,减小,符合题意,但不是绝对惟一的;当B为固体A为气体时,气体的不变,但变小,同样导致减小,故正确答案为C、D。 10. 由体积分数;温度()图像判断平衡进程 例10 在容积相同的不同密闭容器内,分别充入同量的,在不同温度,任其发生反应
17、,在第7秒时分别测定其中的体积分数,并绘成下图曲线。 (1)A、B、C、D、E中,尚未达到化学平衡状态的点是_。 (2)此反应的正反应是_热反应。 (3)AC段曲线是增函数曲线,CE段曲线是减函数曲线,试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由为_。 (4)v正_v逆 。解析 该曲线表明在相同时刻不同温度时的情况,C点是最大点也是转折点,说明C点达到了化学平衡状态,C点之前的A、B点尚未达到平衡;C点之后,T升高,下降,说明正反应为放热反应;AC段化学反应尚未平衡,受速率控制,T升高,反应速率加快,增大为增函数;CE段达到平衡后受平衡因素控制,T升高,平衡向吸热的逆向移动,故下降为减函数。II、高
18、分冲刺强化训练一、填空题1密闭容器中mA(g)nB(g)pC(g),反应达到平衡,经测定增大压强P时,A的转化率随P而变化的曲线如右图。则:(1)增大压强,A的转化率_ _,平衡向_ _移动,达到平衡后,混合物中C的质量分数_。上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是_ _。(2)当降低温度时,C的质量分数增大,则A的转化率_ _,正反应是_ 热反应。2(05广东高考)在密闭容器中,有一定起始浓度的氙(Xe)和F2反应,可得到三种氟化物。各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系如右图所示(已知气体的分压之比等于物质的量之比)。(1)420K时,发生反应的化学方程式为:_ ,若反应中消耗
19、1mol Xe,则转移电子_ _mol。(2)600800K时,会发生反应:XeF6(g)XeF4(g)F2(g),其反应热H_0(填“”、“”或“”),理由是_ 。(3)900K时,容器中存在的组分有_ _。T0C%TYX3将物质的量均为3.00mol物质A、B混合于5L溶器中,发生如下反应 3AB2C,在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如图所示:(1)T0对应的反应速率V正和V逆的关系是_ _(用含“”“”“”表示,下同);(2)此反应的正反应为_热反应;(3)X、Y两点A物质正反应速率的大小关系是_;(4)温度TT0时,C%逐渐增大的原因是_;(5)若Y点的C的物质的量分数为25%,
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