2020届高考化学二轮复习化学平衡图像解析学案

微焦点16 化学平衡图像解析
[学生用书P35]




微考向
难度指数
热度示意
命题探究
1.考查外界条件对平衡移动影响的图像
★★★

直接考查平衡移动原理在图像中的反映,主要出现在选择题中
2.速率与平衡相结合的图像分析
★★★★

图像既体现了平衡的移动又体现了反应速率,综合性较强
3.多变量的速率、平衡相结合的图像分析
★★★★

有多个变量的图像分析,难度较大
4.化学反应速率和化学平衡的图像绘制
★★★★★

近几年热门题型,题目能力要求高,难度大



考查外界条件对平衡移动影响的图像

速率与平衡相结合的图像分析
“先拐先平,数值大”原则:分析反应由开始(起始物质的用量相同时)到达到平衡所用时间的长短可推知反应条件影响强弱。[以xA(g)+yB(g)zC(g)中反应物A的转化率αA为例]

①若为温度变化引起,温度较高时,反应达到平衡所需时间短,如图甲中T2>T1
②若为压强变化引起,压强较大时,反应达到平衡所需时间短,如图乙中p1>p2
③若为催化剂引起,使用适宜催化剂时,反应达到平衡所需时间短,如图丙中a曲线表示使用催化剂
多变量的速率、平衡相结合的图像分析
要综合分析该反应体系中有哪几个平衡体系,这些平衡体系之间有何种联系、相互之间有何影响;条件改变后,对这些平衡的移动造成了哪些影响,对哪个平衡的移动是主要的,哪个是次要的、最终的结果是什么等
化学反应速率和化学平衡的图像绘制
图像绘制的核心要素有两个,一是点,二是趋势。点:主要指起点、拐点、平衡点、交点等特殊的点。要根据题目信息以及化学反应速率和平衡移动原理确定特殊点的位置,然后再用曲线连接起来。趋势:主要考虑两个方面,一是曲线变化趋势是上升、相平还是下降;二是要关注曲线斜率是变大还是变小,这都要根据题目实际情况做出分析判断



　　　　　　　考查外界条件对平衡移动影响的图像

[典例导考1](2019·宁波月考)在容积固定的密闭容器中存在反应A(g)+3B(g)2C(g)　ΔHa点
b点:v逆>v正
恒温,t1时再充入O3

　　【答案】　C
【微探究】　由题图可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,ΔHa点,b点不在平衡曲线上,不是平衡状态,b点NO2体积分数比此温度下平衡状态时NO2体积分数小,故反应逆向进行,即b点:v逆>v正,C项正确;题图中t1时刻正、逆反应速率相等,为化学平衡状态,充入O3的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,平衡正向移动,然后建立新平衡,D项错误。
[应用提能1-2]化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是(　　)

A.根据图①可判断该可逆反应的正反应为吸热反应
B.若图②表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,则乙对应的压强大
C.图③可表示乙酸溶液中通入氨至过量过程中溶液导电性的变化
D.根据图④,若除去CuSO4溶液中混有的Fe3+,可向溶液中加入适量CuO,调节pH至4左右
【答案】　D
【微探究】　通过图①可知,升高温度,正、逆反应速率都增大,但平衡后再升高温度,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,A项错误;题给反应前后气体物质的量减小,当改变压强时,平衡移动,甲、乙两反应平衡时反应物的百分含量不相等,与图②不符,B项错误;溶液的导电性与溶液中离子的浓度及离子所带的电荷数成正比,乙酸是弱电解质,向乙酸溶液中通入氨,乙酸和氨反应生成强电解质乙酸铵,溶液中离子浓度增大,导电性增强,C项错误;在pH=4左右,氢氧化铁已完全沉淀,而氢氧化铜还未沉淀,若除去CuSO4溶液中混有的Fe3+,可向溶液中加入适量CuO,调节溶液pH至4左右,使铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去,D项正确。


　　　　　　　速率与平衡相结合的图像分析

[典例导考2]

(2018·杭州二中高三检测)已知反应(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH,可用于捕获碳技术之中。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气做稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(如图所示)。则:
(1)ΔH　　　　(填“>”“=”或“T2,x=1
B.T2 ℃时,该反应的平衡常数为0.8
C.A的平衡转化率α(甲)∶α(乙)=2∶3
D.15~20 min内C的平均反应速率v(乙)　②0.22　0.1 mol/(L·min)　③A
【思】　分析题目时,要特别注意是平衡曲线还是非平衡曲线(也可能部分是平衡曲线,部分是非平衡曲线),若是平衡曲线则用平衡移动相关理论分析,若是非平衡曲线则用速率相关理论分析。
[应用提能3-1]甲酸甲酯是重要的有机化工原料,制备反应为CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)　ΔH