2019年高中化学第2章专题讲座四化学平衡图象的常见类型及解题方法

化学平衡图象的常见类型及解题方法
1．常见类型。

(1)速率—时间图象(vt图象)。

既能表示反应速率的变化，又能表示平衡移动的速率—时间图象，如图所示
①图象分析。

图A：a.t＝0时，反应由正反应开始；
b．t＝t1时，在改变条件的瞬间，v(正)变大，v(逆)不变；
c．t>t1时，v′(正)>v′(逆)，平衡向正反应方向移动，随后又达到新的平衡状态。

改变的条件是增大反应物的浓度。

图B：a.t＝0时，反应由正反应开始；
b．t＝t1时，v(正)、v(逆)在改变条件时同时增大；
c．t>t1时，v′(逆)>v′(正)，平衡向逆反应方向移动，随后又达到新的平衡状态。

改变的条件可能是升高温度或增大压强。

图C：a.t＝0时，反应由正反应开始；
b．t＝t1时，v(正)、v(逆)在改变条件时同倍增大；
c．t>t1时，v′(正)＝v′(逆)，平衡不移动。

改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(反应为气态物质系数不变的反应)。

②规律总结。

a．在分析vt图象时，要特别注意两个方面：一是反应速率的变化即v(正)、v(逆)是都增大或都减小[条件改变的瞬间，v′(正)、v′(逆)的起点与原平衡点不重合]，还是一个增大(或减小)而另一个不变[条件改变的瞬间，v′(正)、v′(逆)中不变的那一个起点与原平衡点重合]；二是平衡移动的方向，速率大的速率曲线在上面，且向该方向移动。

b．画出vt图象的“三步曲”：第一步，画出原平衡建立的过程；第二步，依据条件改变时的速率变化，确定两个起点都在原平衡点的上(下)，或一个在上(下)另一个不变；第三步，依据平衡移动方向确定两条曲线，完成图象。

(2)浓度—时间图象(c-t图象)。

此类图象能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。

此类图象中各物质曲线转折点(达平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的系数关系，如图所示。

甲 乙
(3)速率—温度(压强)图象(v-T或v-p图象)。

反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线，用于判断反应的ΔH或反应前后气态物质系数关系，如图所示。

甲 乙
(4)恒压(温)线。

该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如图所示两种情况。

甲 乙
(5)含量—时间—温度(压强)图象。

此类图象表示的是不同温度(或压强)下反应物(或生成物)的物质的量分数(或体积分数或转化率)的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度(或压强)下平衡状态的物质的量分数等信息，由图象可以判断T1、T2或p1、p2的大小，再判断反应的ΔH或反应前后气态物质系数关系(是吸热反应还是放热反应，是气态物质系数增大的反应还是减小的反应)。

如图所示
甲 乙
(6)其他类型。

如图所示是其他条件不变时，某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的a、b、c、d四个点中，表示v(正)>v(逆)的点是c，表示v(正)<v(逆)的点是
a，而b、d点表示v(正)＝v(逆)。

2．化学平衡图象题的解答步骤。

(1)看图象。

一看图(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、折点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。

(2)想规律。

联想外界条件的改变对化学反应速度和化学平衡的影响规律。

(3)作判断。

根据图象中表现的关系与所学规律相对比，做出符合题目要求的判断。

3．化学平衡图象题的解答原则。

(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意义共三个量。

确定横坐标
所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”原则。

解题过程中，可以作辅助线帮助分析。

例如反应a A(g)＋b B(g)
c C(g)在不同温度下(T1<T2)，混合气体中C的百分含量(C%)与压强(p)的关系如图所示。

由图可知，T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，
a＋b<c。

在压强一定时，如压强为p3时，温度越高，C%越大，则说明升温，C%的值变大，化学平衡正向移动，正反应为吸热反应。

(2)“先拐值大”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(如图甲)或表示的压强较大(如图乙)[仍以a A(g)＋b B(g)c C(g)为例]。

甲 乙
图甲表示T2对应的先拐，说明T2>T1，T2对应的平衡状态的C%小于T1对应的平衡状态
的C%，说明升温平衡逆向移动，即该反应正向是放热的。

图乙表示p2对应的先拐，即得出
p2>p1，p2对应的平衡状态的C%小于p1对应的平衡状态的C%，说明加压平衡逆向移动，即
a＋b<c。

[练习]________________________________________
1.对于m A(s)＋n B(g)e C(g)＋f D(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百
分含量(C%)和压强(p)的关系如图，下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，加入催化剂，则C%增大
B．达到平衡后，或升温，平衡逆向移动
C．化学方程式中n＜e＋f
D．达到平衡后，增加A的量，平衡正向移动
解析：A项，加入催化剂平衡不移动，错误；B项，由图知，升高温度，C的百分含量(C%)减小，平衡向左移动，正确；C项，由图知，增大压强，C的百分含量(C%)增大，平衡
向正向移动，n＞e＋f，错误；D项，A为固体，增加固体的量平衡不发生移动，错误。

答案：B
2．下列各项中，能表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的是( )
解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所
以生成物C的体积分数减小，反应物的含量分数增大，反应物的转化率减小。

增大体系的压强，正反应和逆反应的速率都增大。

加入催化剂，只能增大反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变。

答案：A
3．可逆反应：m A(g)＋n B(g)x C(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1在不同温度、压强下反应物A的转化率的变化情况如下图所示。

下列对于反应的热效应Q和反应方程式A、B、C
的系数的判断中，正确的是( )
A．Q＞0，m＋n＞x　B．Q＞0，m＋n＜x
C．Q＜0，m＋n＜x D．Q＜0，m＋n＞x
解析：由左题图可知，压强为p1时达到平衡所用的时间比较短，即p1＞p2，选择两压强下的平衡状态，由p2、p1的大小比较和A的转化率可知，增大压强，平衡正向移动，故
m＋n＞x；由右题图可知，升高温度，A的转化率下降，即升高温度，平衡向左移动，正反应放热，Q＜0。

答案：D
4．对于反应：4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－1 200 kJ·mol－1，温度不同(T2>T1)其他条件相同时，下列图象正确的是( )
A B
C D
解析：升温正逆反应速率都增大，A错误；升温化学反应速率会增大，T2时先达到化学平衡状态，并且平衡逆向移动，二氧化氮的转化率减小，B正确；对于反应：4CO(g)
＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)，T不变，增大压强，平衡正向移动，一氧化碳的体积分数会减小，C错误；因该反应是放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数将减小，D错误。

答案：B。