化學(xué)平衡圖像類(lèi)型及解答要點(diǎn)

王開(kāi)山

圖像題以其信息量大、直觀(guān)、簡(jiǎn)明并能很好地考查考生的讀圖能力、分析能力等特點(diǎn)成為化學(xué)學(xué)科中的重要題型之一，尤其在化學(xué)平衡中得到了很好的體現(xiàn)。筆者將化學(xué)平衡中的圖像題進(jìn)行了歸類(lèi)并給出了每一類(lèi)圖像題的解答要點(diǎn)，與各位交流。

一、常規(guī)圖像

類(lèi)型一：速率時(shí)間圖像

解答要點(diǎn)：對(duì)于速率時(shí)間圖像問(wèn)題可根據(jù)正逆反應(yīng)速率相對(duì)大小來(lái)判斷平衡的移動(dòng)方向或是否達(dá)到平衡狀態(tài)。

類(lèi)型二：物質(zhì)參數(shù)一時(shí)間圖像

解答要點(diǎn)：物質(zhì)參數(shù)可以是物質(zhì)的量、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等。依據(jù)這些參數(shù)隨時(shí)問(wèn)的變化可以確定平衡的建立過(guò)程、判斷平衡的移動(dòng)方向或判斷反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

類(lèi)型三：物質(zhì)參數(shù)一時(shí)間一溫度（壓強(qiáng)）圖像

解答要點(diǎn)：解答該類(lèi)圖像問(wèn)題的主要原則是“先拐先平”（溫度高或壓強(qiáng)大），再根據(jù)物質(zhì)參數(shù)隨溫度或壓強(qiáng)的變化來(lái)判斷反應(yīng)的焓變或氣體分子數(shù)的變化。

類(lèi)型四：物質(zhì)參數(shù)一溫度（壓強(qiáng)）圖像

解答要點(diǎn)：這一類(lèi)型圖像最常見(jiàn)的解答力‘法是“定一議一”。即固定壓強(qiáng)不變分析溫度對(duì)物質(zhì)參數(shù)的影響，進(jìn)而確定該反應(yīng)的焓變，然后同定溫度不變分析壓強(qiáng)的改變對(duì)物質(zhì)參數(shù)的影響，進(jìn)而確定反心前后氣體分子數(shù)目的變化。

二、非常規(guī)圖像

類(lèi)型一：全程速率一時(shí)間圖你

例1 向絕熱恒容密閉容器中通入S0₂和NO₂，在一定條件下使反應(yīng)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖8所示。由圖8可得出的正確結(jié)論是（）。

A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)

C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

D.時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段

解析：這是一個(gè)反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng)，所以在本題中的兩個(gè)變量就為溫度和濃度。

由圖8可以看出隨著反應(yīng)的進(jìn)行正反應(yīng)速率逐漸增大，因?yàn)橹灰_(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)物濃度就要降低，反應(yīng)速率應(yīng)該降低，但此時(shí)正反應(yīng)速率卻是增大的，這說(shuō)明此時(shí)溫度的影響是主要的。由于容器是絕熱的，因此只能是放熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高反應(yīng)速率加快，所以選項(xiàng)C不正確。但當(dāng)?shù)竭_(dá)c點(diǎn)后正反應(yīng)速率反而減小，說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)物濃度的影響是主要的，因?yàn)榉磻?yīng)物濃度越來(lái)越小了。但反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，所以選項(xiàng)A、B均不正確。正反應(yīng)速率越快，同樣時(shí)間段內(nèi)消耗的SO₂就越多，因此選項(xiàng)D是正確的。

答案：D

解答要點(diǎn)：對(duì)于全程速率時(shí)間圖像問(wèn)題要考慮影響化學(xué)反應(yīng)的所有因素，進(jìn)而判斷出某一時(shí)間段影響速率的主導(dǎo)因素是什么，最終得出結(jié)論。

類(lèi)型二：V正（v逆）-壓強(qiáng)（溫度）圖像

例2 下列反應(yīng)符合圖9的v-p變化曲線(xiàn)的是（）。

解析：由圖像可知，隨著壓強(qiáng)的增大，正、逆反應(yīng)速率均增大，且后一階段正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。符合這一過(guò)程的為B選項(xiàng)。

答案：B

解答要點(diǎn)：求解v正（v逆）-壓強(qiáng)（溫度）圖像問(wèn)題重在通過(guò)分析壓強(qiáng)或溫度的變化對(duì)正逆反應(yīng)速率的影響結(jié)果，來(lái)選出符合圖像要求的反應(yīng)。

類(lèi)型三：物質(zhì)參數(shù)一溫度圖像

例3 已知可逆反應(yīng)：，現(xiàn)將X和Y按一定比例混合，其他條件不變時(shí)，在不同溫度下，反應(yīng)混合物中X體積分?jǐn)?shù)的變化曲線(xiàn)如圖10所示.請(qǐng)分析圖像并回答下列問(wèn)題：

（l）b點(diǎn)v正與v逆的大小關(guān)系是_____，曲線(xiàn)bc（不包括b點(diǎn)和c點(diǎn)）上v正與v逆的大小關(guān)系是______。

（2）達(dá)到平衡后，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大程度較小的是______（填“v正”或“v逆”）。

（3）此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是_____（填“放熱反應(yīng)”或“吸熱反應(yīng)”）。

解析：由圖10可知，b之前X的體積分?jǐn)?shù)從最大逐漸降低，而b之后X的體積分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明b之前反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，而b點(diǎn)時(shí)恰好平衡，b點(diǎn)之后溫度升高使平衡向左移動(dòng)，所以逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

（l）b點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，則v正=v逆；曲線(xiàn)bc（不包括b點(diǎn)和c點(diǎn)）表示升高溫度，X%增大，平衡向逆反應(yīng)方向發(fā)生移動(dòng)，故v正（2）由于逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故v正

A.在T2和n（A2）不變時(shí)達(dá)到平衡，AB3的物質(zhì)的量大小為：c>b>a

B.若T2>T1，則正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)

C，達(dá)到平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率大小為：b>a>c

D.若T2>Tl，達(dá)到平衡時(shí)b、d點(diǎn)的反應(yīng)速率為V1>Vb

解析：由圖12可知，橫坐標(biāo)為B2的物質(zhì)的量，增大一種反應(yīng)物的量必然會(huì)促進(jìn)另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化。則B2。越大，達(dá)到平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率越大，生成物的物質(zhì)的量越大，則平衡時(shí)AB3的物質(zhì)的量大小為c>b>a，故A正確。若T2>T1，由圖像可知溫度升高，AB3的物質(zhì)的量增大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰?，故B錯(cuò)誤。由圖像可知，橫坐標(biāo)為B2的物質(zhì)的量，增大一種反應(yīng)物的量必然會(huì)促進(jìn)另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化，則B。越大，達(dá)到平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率越大，生成物的物質(zhì)的量越火，則平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率大小為c>b>a，故C錯(cuò)誤。溫度越高速率越快，溫度T2>T1，達(dá)到平衡時(shí)b、d點(diǎn)的反應(yīng)速率為Va答案：A

解答要點(diǎn)：對(duì)于物質(zhì)參數(shù)物質(zhì)的量圖像問(wèn)題不能根據(jù)點(diǎn)的高低來(lái)判斷某些量的大小關(guān)系，而應(yīng)根據(jù)橫坐標(biāo)物質(zhì)的量的增加對(duì)該反應(yīng)其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化率或平衡的移動(dòng)來(lái)判斷。

類(lèi)型五：轉(zhuǎn)化率（體積分?jǐn)?shù)）一溫度圖像

例6 如圖13，條件一定時(shí)，反應(yīng)（正反應(yīng)為放熱）中NO的轉(zhuǎn)化率與T變化關(guān)系曲線(xiàn)圖，圖中有a、b、c、d 4個(gè)點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)，且V正