化學(xué)圖像解題策略

化學(xué)平衡圖像解題策略（2008年浙江高考、11題）已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O

(g)△H=-1025kJ·mol-1該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是()走近高考

（2009年浙江高考、27題部分）

科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，其反應(yīng)為：

2NO＋2CO2CO2＋N2（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。實(shí)驗(yàn)編號(hào)T(℃)

NO初始濃度(mol·L-1)CO初始濃度

(mol·L-1)催化劑的比表面積(m2·g-1)Ⅰ

280

1.20×10－3

5.80×10－3

82

Ⅱ

124

Ⅲ

350

124

走近高考實(shí)驗(yàn)編號(hào)T(℃)

NO初始濃度(mol·L-1)CO初始濃度

(mol·L-1)催化劑的比表面積(m2·g-1)Ⅰ

280

1.20×10－3

5.80×10－3

82

Ⅱ

124

Ⅲ

350

124

①請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。②請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中，畫(huà)出上表中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線(xiàn)圖，并標(biāo)明各條曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。t0c(NO)走近高考2011浙江高考（2）已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測(cè)定水解反應(yīng)速率，得到c(NH2COO－)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。⑤計(jì)算25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率___________________________。⑥根據(jù)圖中信息，如何說(shuō)明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：_______________________。

走近高考［2012·浙江理綜化學(xué)卷27］(15分)物質(zhì)(t-BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：(t-BuNO)2

2(t-BuNO)。

（6）通過(guò)比色分析得到30℃時(shí)(t-BuNO)2濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖所示，請(qǐng)?jiān)谕粓D中繪出t-BuNO濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。（2013年浙江理綜27）甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷、氧氣和水蒸汽，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：化學(xué)方程式焓變△H/kJ·mol－1活化能Ea/kJ·mol－1甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)－802.6125.6CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2(g)－322.0172.5蒸汽重整CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)206.2240.1CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g)165.0243.9706050403020H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)%400

500600700800900100011001200溫度/℃0.1Mpa0.9Mpa1.5Mpa2520151050CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)%400

500600700800900100011001200溫度/℃0.1Mpa0.9Mpa1.5Mpa（5）在某一給定進(jìn)料比的情況下，溫度、壓強(qiáng)對(duì)H2和CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如下圖：①若要達(dá)到H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＞65%，CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＜10%，以下條件中最合適的是

。

A．600℃，0.9MPa

B．700℃，0.9MPa

C．800℃，1.5MPa

D．1000℃，1.5MPa100908070605040302010H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)%時(shí)間②畫(huà)出600℃，0.1MPa條件下，系統(tǒng)中H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨反應(yīng)時(shí)間(從常溫進(jìn)料開(kāi)始計(jì)時(shí))的變化趨勢(shì)示意圖（6）如果進(jìn)料中氧氣量過(guò)大，最終導(dǎo)致H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低，原因是

。煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下（2014浙江高考題）CaSO4(s)+CO(g)

CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)

ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)

CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6kJ·mol－1(反應(yīng)Ⅱ)CaSO4(s)+4CO(g)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：⑴反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進(jìn)行的條件是

。⑵對(duì)于氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)Kp時(shí)用氣體組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)，則反應(yīng)Ⅱ的Kp=

(用表達(dá)式表示)。⑶假設(shè)某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2)，則下列反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖正確的是

。⑷通過(guò)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系中氣體濃度的變化判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時(shí)發(fā)生，理由是

。CaSO4(s)+CO(g)

CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)

ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)

CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6kJ·mol－1(反應(yīng)Ⅱ)CaSO4(s)+4CO(g)⑸圖1為實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時(shí)固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線(xiàn)。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有

。A．向該反應(yīng)體系中投入石灰石B．在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度C．提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù)D．提高反應(yīng)體系的溫度⑹恒溫恒容條件下，假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時(shí)發(fā)生，且v1＞v2，則下，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時(shí)間t變化的總趨勢(shì)圖。

（1）看懂圖像：

①看軸：即看清縱、橫坐標(biāo)表示的含義；②看點(diǎn)：研究圖像中的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)、極值點(diǎn)、終點(diǎn)等意義；③看線(xiàn)：即看圖像中線(xiàn)的走向及變化趨勢(shì)；④看是否作輔助線(xiàn)：如等溫線(xiàn)、等壓線(xiàn)；⑤看定量圖像中有關(guān)量的多少大?。?）聯(lián)想規(guī)律：聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。（3）推理判斷：結(jié)合題中給定的化學(xué)反應(yīng)和圖像中的相關(guān)信息（包括隱含信息），再根據(jù)有關(guān)知識(shí)規(guī)律分析判斷作出答案。方法研究例1、下圖表示可逆反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

△H

<0

在某段時(shí)間t0→t7中反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的曲線(xiàn)圖，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.t2

時(shí)刻升高了體系的溫度B.

t2

時(shí)刻在恒容條件下充入了氨氣C.

t4

時(shí)刻使用了適當(dāng)?shù)拇呋瘎〥.

t5

時(shí)刻在恒壓條件下充入了氦氣

速率t0t1t2

t3t4t5t6t7ν正ν正ν正ν逆ν逆ν逆時(shí)間B1、速率—時(shí)間圖像看點(diǎn)：即看曲線(xiàn)的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)等特征點(diǎn)升溫或增大C的濃度降壓增大反應(yīng)物濃度使用了正催化劑正變一變逆規(guī)律總結(jié)：

1、改變條件使平衡移動(dòng)的瞬間曲線(xiàn)是連續(xù)的，則是物質(zhì)濃度發(fā)生改變

2、改變條件使平衡移動(dòng)的瞬間曲線(xiàn)出現(xiàn)斷點(diǎn)，則是溫度改變或是壓強(qiáng)改變

3、改變條件反應(yīng)速率變化但是平衡不移動(dòng)，則是使用催化劑或是反應(yīng)前后氣體系數(shù)不變的反應(yīng)中壓強(qiáng)改變

4、凡正(逆)速率線(xiàn)在上者，反應(yīng)必向正(逆)反應(yīng)方向移動(dòng)。即上方率決定化學(xué)平衡的移動(dòng)方向

5、改變條件后的速率在舊平衡的上方，則一定是增大了某個(gè)條件。反之亦然。遞進(jìn)題組變一變遞進(jìn)題組變一變：（2011天津6）向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下。由圖可得出的正確結(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．△t1=△t2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段D可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)C%tT1T2T1

T2(>=<)正反應(yīng)是

反應(yīng)（放熱、吸熱）<放熱ABt1t2例2.2.百分含量(或轉(zhuǎn)化率)-時(shí)間-溫度圖像A轉(zhuǎn)化率tP1P2P1

P2(>=<)m+n

p+q(>=<)<<ABt1t2可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)百分含量(或轉(zhuǎn)化率)-時(shí)間-壓強(qiáng)圖像在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)：

M（g）+N（g）R（g）+2L,

在不同條件下R的百分含量R%的變化情況如

下圖，下列敘述正確的是（）

A、正反應(yīng)吸熱，L是氣體

B、正反應(yīng)吸熱，L是固體

C、正反應(yīng)放熱，L是氣體

D、正反應(yīng)放熱，L是固體或液體規(guī)律總結(jié)共同特征是：（1）圖象中至少有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)（拐點(diǎn)），這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為達(dá)到平衡所需的時(shí)間，由時(shí)間的長(zhǎng)短可確定化學(xué)反應(yīng)速率的大小。（2）圖象中總有一段或幾段平行于橫軸的直線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)“平臺(tái)”，“平臺(tái)”上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)。（3）“平臺(tái)”的相對(duì)高低，可確定化學(xué)平衡移動(dòng)的方向?！捌脚_(tái)”越高，說(shuō)明條件越有利于縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)物理量的提高。反之，則不利。解題技巧：（1）“先拐先平，數(shù)值大”原則：即先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則反應(yīng)先達(dá)到平衡，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線(xiàn)表示的溫度較高或壓強(qiáng)較大。（2）“定一議二”原則：當(dāng)圖像中有三個(gè)變量時(shí)，先固定一個(gè)恒量，再去討論另兩個(gè)量的變化關(guān)系.變一變B例、可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)

pC(g);△H<0中m、n、p為系數(shù)，且m+n>p。分析下列各圖，在平衡體系中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度t℃、壓強(qiáng)P,關(guān)系正確的是（）B3.百分含量——壓強(qiáng)——溫度圖像

“定一議二”在含量—T/P曲線(xiàn)中，圖像中有三個(gè)變量，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系B規(guī)律總結(jié)共同特征是：（1）曲線(xiàn)上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度處于平衡狀態(tài)。（2）曲線(xiàn)的相對(duì)位置，變化趨勢(shì)決定了化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。解題技巧：

做等壓線(xiàn)或者等溫線(xiàn)，結(jié)合曲線(xiàn)變化趨勢(shì)作出判斷[例]可逆反應(yīng):mA(s)＋nB(g)pC(g)；△H<0，在一定溫度下平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如