2019年高中化學(xué)第2章專題講座四化學(xué)平衡圖象的常見類型及解題方法含解析魯科版選修4

化學(xué)平衡圖象的常見類型及解題方法

1．常見類型。

(1)速率—時間圖象(vt圖象)。

既能表示反應(yīng)速率的變化，又能表示平衡移動的速率—時間圖象，如圖所示

①圖象分析。

圖A：a.t＝0時，反應(yīng)由正反應(yīng)開始；

b．t＝t時，在改變條件的瞬間，v(正)變大，v(逆)不變；

1

c．t>t時，v′(正)>v′(逆)，平衡向正反應(yīng)方向移動，隨后又達到新的平衡狀態(tài)。改

1

變的條件是增大反應(yīng)物的濃度。

圖B：a.t＝0時，反應(yīng)由正反應(yīng)開始；

b．t＝t時，v(正)、v(逆)在改變條件時同時增大；

1

c．t>t時，v′(逆)>v′(正)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，隨后又達到新的平衡狀態(tài)。改

1

變的條件可能是升高溫度或增大壓強。

圖C：a.t＝0時，反應(yīng)由正反應(yīng)開始；

b．t＝t時，v(正)、v(逆)在改變條件時同倍增大；

1

c．t>t時，v′(正)＝v′(逆)，平衡不移動。改變的條件可能是使用了催化劑或增大

1

壓強(反應(yīng)為氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變的反應(yīng))。

②規(guī)律總結(jié)。

a．在分析vt圖象時，要特別注意兩個方面：一是反應(yīng)速率的變化即v(正)、v(逆)是都

增大或都減小[條件改變的瞬間，v′(正)、v′(逆)的起點與原平衡點不重合]，還是一個增

大(或減小)而另一個不變[條件改變的瞬間，v′(正)、v′(逆)中不變的那一個起點與原平衡

點重合]；二是平衡移動的方向，速率大的速率曲線在上面，且向該方向移動。

b．畫出vt圖象的“三步曲”：第一步，畫出原平衡建立的過程；第二步，依據(jù)條件改

變時的速率變化，確定兩個起點都在原平衡點的上(下)，或一個在上(下)另一個不變；第三

步，依據(jù)平衡移動方向確定兩條曲線，完成圖象。

(2)濃度—時間圖象(c-t圖象)。

此類圖象能說明各平衡體系組分(或某一成分)的物質(zhì)的量濃度在反應(yīng)過程中的變化情

況。此類圖象中各物質(zhì)曲線轉(zhuǎn)折點(達平衡)的時刻相同，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例

符合化學(xué)方程式中的系數(shù)關(guān)系，如圖所示。

甲乙

(3)速率—溫度(壓強)圖象(v-T或v-p圖象)。

反映正、逆反應(yīng)速率(或放熱、吸熱反應(yīng)的速率)隨溫度或壓強的變化曲線，用于判斷反

應(yīng)的ΔH或反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)關(guān)系，如圖所示。

甲乙

(4)恒壓(溫)線。

該類圖象的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)，橫坐標為溫度(T)或壓

強(p)，常見類型如圖所示兩種情況。

甲乙

(5)含量—時間—溫度(壓強)圖象。

此類圖象表示的是不同溫度(或壓強)下反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量分數(shù)(或體積分數(shù)

或轉(zhuǎn)化率)的變化過程，包含達到平衡所需的時間和不同溫度(或壓強)下平衡狀態(tài)的物質(zhì)的量

分數(shù)等信息，由圖象可以判斷T、T或p、p的大小，再判斷反應(yīng)的ΔH或反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)

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系數(shù)關(guān)系(是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的反應(yīng)還是減小的反應(yīng))。如圖所

示

甲乙

(6)其他類型。

如圖所示是其他條件不變時，某反應(yīng)物的最大(平衡)轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系曲線，

圖中標出的a、b、c、d四個點中，表示v(正)>v(逆)的點是c，表示v(正)<v(逆)的點是a，

而b、d點表示v(正)＝v(逆)。

2．化學(xué)平衡圖象題的解答步驟。

(1)看圖象。

一看圖(即縱坐標與橫坐標的意義)，二看線(即線的走向和變化趨勢)，三看點(即起點、

折點、交點、終點)，四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)，五看量的變化(如濃度變

化、溫度變化等)。

(2)想規(guī)律。

聯(lián)想外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。

(3)作判斷。

根據(jù)圖象中表現(xiàn)的關(guān)系與所學(xué)規(guī)律相對比，做出符合題目要求的判斷。

3．化學(xué)平衡圖象題的解答原則。

(1)“定一議二”原則。

在化學(xué)平衡圖象中，包括縱坐標、橫坐標和曲線所表示的意義共三個量。確定橫坐標所

表示的量，討論縱坐標與曲線的關(guān)系，或者確定縱坐標所表示的量，討論橫坐標與曲線的關(guān)

系，即“定一議二”原則。解題過程中，可以作輔助線幫助分析。例如反應(yīng)aA(g)＋

bB(g)cC(g)在不同溫度下(T<T)，混合氣體中C的百分含量(C%)與壓強(p)的關(guān)系如

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圖所示。

由圖可知，T為一條等溫線，隨著壓強的增大，C%減小，化學(xué)平衡逆向移動，a＋b<c。

1

在壓強一定時，如壓強為p時，溫度越高，C%越大，則說明升溫，C%的值變大，化學(xué)平衡正

3

向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

(2)“先拐值大”原則。

在化學(xué)平衡圖象中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)則先達到平衡，先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較

高(如圖甲)或表示的壓強較大(如圖乙)[仍以aA(g)＋bB(g)cC(g)為例]。

甲乙

圖甲表示T對應(yīng)的先拐，說明T>T，T對應(yīng)的平衡狀態(tài)的C%小于T對應(yīng)的平衡狀態(tài)的

22121

C%，說明升溫平衡逆向移動，即該反應(yīng)正向是放熱的。圖乙表示p對應(yīng)的先拐，即得出p>p，

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p對應(yīng)的平衡狀態(tài)的C%小于p對應(yīng)的平衡狀態(tài)的C%，說明加壓平衡逆向移動，即a＋b<c。

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[練習(xí)]________________________________________

1.對于mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時，C的百分

含量(C%)和壓強(p)的關(guān)系如圖，下列敘述正確的是()

A．達到平衡后，加入催化劑，則C%增大

B．達到平衡后，或升溫，平衡逆向移動

C．化學(xué)方程式中n＜e＋f

D．達到平衡后，增加A的量，平衡正向移動

解析：A項，加入催化劑平衡不移動，錯誤；B項，由圖知，升高溫度，C的百分含量(C%)

減小，平衡向左移動，正確；C項，由圖知，增大壓強，C的百分含量(C%)增大，平衡向正向

移動，n＞e＋f，錯誤；D項，A為固體，增加固體的量平衡不發(fā)生移動，錯誤。

答案：B

2．下列各項中，能表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反應(yīng)放熱)這個可逆反應(yīng)的是

()

解析：隨著溫度的升高，化學(xué)平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，所以

生成物C的體積分數(shù)減小，反應(yīng)物的含量分數(shù)增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。增大體系的壓強，

正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都增大。加入催化劑，只能增大反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，不

能使平衡移動，所以達到平衡后，各組分的濃度及體積分數(shù)不變。

答案：A

3．可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)xC(g)ΔH＝QkJ·mol－1在不同溫度、壓強下反

應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的變化情況如下圖所示。下列對于反應(yīng)的熱效應(yīng)Q和反應(yīng)方程式A、B、C的

系數(shù)的判斷中，正確的是()

A．Q＞0，m＋n＞xB．Q＞0，m＋n＜x

C．Q＜0，m＋n＜xD．Q＜0，m＋n＞x

解析：由左題圖可知，壓強為p時達到平衡所用的時間比較短，即p＞p，選擇兩壓強

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下的平衡狀態(tài)，由p、p的大小比較和A的轉(zhuǎn)化率可知，增大壓強，平衡正向移動，故m＋n

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＞x；由右題圖可知，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率下降，即升高溫度，平衡向左移動，正反應(yīng)放熱，

Q＜0。

答案：D

4．對于反應(yīng)：4CO(g)＋2NO(g)===4CO(g)＋N(g)ΔH＝－1200kJ·mol－1，溫度不

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同(T>T)其他條件相同時，下列圖象正確的是()

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AB

CD

解析：升溫正逆反應(yīng)速率都增大，A錯誤；升溫化學(xué)反應(yīng)速率會增大，T時先達到化學(xué)