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高考化学平衡试题_高考化学平衡题解题技巧

tamoadmin 2024-06-21 人已围观

简介1.高考化学反应速率及化学平衡2.一道化学平衡高考题,怎么会推出矛盾?3.求96年高考全国卷I理综试题第31题题目及答案详解4.关于化学平衡计算方法问题5.怎样根据图像判断化学方程式中化学平衡计量数的大小关系本题属于基本理论中化学平衡、反应的能量变化、体系压强、反应物转化率综合的一个问题,也是简单等效平衡原理具体应用的一个问题。若甲容器反应物投入量1molN2 、3molH2与乙容器反应物投入量2

1.高考化学反应速率及化学平衡

2.一道化学平衡高考题,怎么会推出矛盾?

3.求96年高考全国卷I理综试题第31题题目及答案详解

4.关于化学平衡计算方法问题

5.怎样根据图像判断化学方程式中化学平衡计量数的大小关系

高考化学平衡试题_高考化学平衡题解题技巧

本题属于基本理论中化学平衡、反应的能量变化、体系压强、反应物转化率综合的一个问题,也是简单等效平衡原理具体应用的一个问题。若甲容器反应物投入量1molN2 、3molH2与乙容器反应物投入量2mol NH3在保持恒温、恒容情况下是二个简单等效平衡,平衡时NH3的浓度c1=c2 、 p1=p2、α1 +α 2=1 、a + b能量总变化相当于1molN2 、3molH2完全转化成2mol NH3的能量,即不言吸放热a + b数值上就等于92.4 kJ。

甲容器反应物投入量1molN2 、3molH2与丙容器反应物投入量4mol NH3若恒温丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡,然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器,我们可以把丙容器容积是甲容器2倍压缩成容积相同,则丙容器平衡向正向移动,因此2c1 < c3 、2p2 > p3 、α 2 > α 3 、α1 + α3 < 1 所以答案为BD。

高考化学反应速率及化学平衡

先提供下答案:

1.浓度大小关系:c(H+)>c(HS-)>c(S2-)

2.加烧碱后,c(S2-)增大,c(H+)减小

3.加无水硫酸铜后,c(S2-)减小,电离平衡向电离方向移动,c(H+)增大

解析如下:

1.在氢硫酸是二元弱酸,在其溶液中存在着两步电离平衡:

H2S=(可逆号)H+ + HS- , HS-=(可逆号)H+ +S2-

第二步电离远远小于第一步电离的程度,故c(HS-)>c(S2-).

再由电荷守恒:c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)

所以:c(H+)>c(HS-)>c(S2-)

2.加入烧碱,即相当于加入了OH-,发生反应:H+ + OH- =H2O,使c(H+)浓度减小且促进电离,c(S2-)增大.(说明:若是大量固体烧碱,还要考虑烧碱溶解时放热,同样会促进电离).

3.加入无水硫酸铜,由于Cu2+ +S2- =CuS(黑色沉淀),故c(S2-)浓度减小且促进电离,电离平衡向电离方向移动,c(H+)增大.

第四章 电离平衡和酸碱理论

§本章摘要§ 1.强电解质的电离

问题的提出 德拜-休克尔理论

2.弱电解质的电离平衡

水的电离平衡 弱酸和弱减的电离平衡 缓冲溶液 盐效应 酸碱指示剂

3.盐类的水解

水解的概念 水解平衡的计算 影响水解平衡的因素

4.酸碱理论的发展

酸碱的质子理论(Bronsted 理论) 酸碱的电子理论 (Lewis 理论)

§2.弱电解质的电离平衡

一.水的电离平衡

1. 水的离子积常数

式中的 K 称为水的离子积常数,经常用 Kw 表示。

Kw 是标准平衡常数,式中的浓度都是相对浓度。由于本章中使用标准浓度极其频繁,故省略除以的写法。要注意它的实际意义。

H2O = H+ + OH- H > 0 吸热反应。 温度升高时,K 值变大。

温度 / K 273 295 373

Kw 0.13 1.0 74

在溶液中,只要有 H2O, H+, OH- 三者共存,之间就存在如下的数量关系: [ H+ ] [ OH- ] = Kw 不论溶液是酸性,碱性,还是中性。

常温下,[ H+ ] = ,表示中性。因为这时: Kw = 1.0

非常温时,溶液的中性只能是指: [ H+ ] = [ OH- ] 2 pH 值和 pOH 值

pH 表示 - lg [ H+ ]

pOH 表示 - lg [ OH-]

因为 [ H+ ] [ OH- ] = 1.0

所以 pH + pOH = 14

pH 和 pOH 一般的取值范围是 1 - 14 , 但也有时超出,

如 [ H+ ] = 10 , 则 pH = -1

二 弱酸和弱减的电离平衡

1 电离平衡常数

将醋酸的分子式简写成 HAc , 用 Ac- 代表醋酸根 , 则醋酸的电离平衡可以表示成:HAc = H+ + Ac-

用 表示酸式电离的电离平衡常数,经常简写作 。且:

氨水 NH3·H2O 是典型的弱碱,用 ( 简写成 ) 表示碱式电离常数,则有:NH3·H2O = NH4+ + OH-

以 H2S 为例,讨论二元弱酸的分步电离平衡,

第一步 H2S = H+ + HS-

第二步 HS- = H+ +

第一步和第二步的两个方程式相加,得:

H2S = 2H+ +

平衡常数表示处于平衡状态的几种物质的浓度关系,确切地说是活度的关系。但是在我们的计算中,近似地认为活度系数 f = 1,即用浓度代替活度。 , 的大小可以表示弱酸和弱碱的离解程度,K 的值越大,则弱酸和弱碱的电离程度越大。 2 关于电离平衡的计算

例 1. 已知 HF 的 Ka = 6.6 。求 0.01 的 HF 溶液的 [ H+ ] 。

不能近似计算

解得 x = 2.26[ H+ ] = 2.26 若近似计算 x = 2.57 相对误差为 14 % , 过大。

例 2. 求 0.10 的 HAc 的 [ H+ ] , pH 值和电离度。

解:

将平衡浓度代入平衡常数的表达式中:

电离度很小,电离掉的 HAc 也很少。这一点从 K = 1.8 就已经很清楚了。

起始浓度用 C0 表示,C0 = 0.10 , 已解离部分为 x = 1.33, C0>> x , 可以近似地有 C0 - x C0 , 0.10 - x 0.10 . 利用这种 近似,可以简化计算,避免用公式法解一元二次方程。

则有:

误差很小。 近似计算要有条件,以保证误差小。当

可以近似计算。若不满足条件而进行近似计算,误差就会很大。 例 3 求 0.05 H2S 溶液的 [ H+ ] , [ HS-] 和 [ ], 已知 K1 = 1.3 , K2 = 7.1

分析: H2S 的 K1 是 K2 的 倍,由第二步电离出的 H+ 极少。 其余的二元弱酸,如 H2CO3 , H2C2O4 也是这样。这是由于两个方面的原因造成的。首先, H2S 中电离出的 H+ 要克服 HS- 的吸引, 而从 HS- 中电离出的 H+ 要克服 的吸引,故后者更难。其次, 从平衡的角度看问题,第一步电离出的 H+ , 使第二步的电离平衡左移。结论是,二元弱酸的 [ H+ ] 由第一步电离决定。

值得注意的是,

1) 二元弱酸的酸根的浓度等于 K2 ,

2) 在同一溶液中,同一种离子只能有一个浓度。第二步电离出的 [ H+] 与 [ ] 一定相等,但计算过程中任何一个 [ H+ ] 都不表示 第二步 的 [ H+ ] 。

[ ] 的又一种求法:H2S = 2 H+ +

三 缓冲溶液

1 同离子效应

HAc = H+ + Ac - 达到平衡,向溶液中加入 固体 NaAc, 强电解质完全电离:

NaAc = Na+ + Ac-

由于Ac- 的引入,破坏了已建立的弱电解质的电离平衡.

HAc = H+ + Ac -

Ac - 增多, 使平衡左移,使 HAc 的电离度减小。

定义: 在弱电解质的溶液中,加入与其具有相同离子的强电解质,从而使电离平衡左移,降低弱电解质的电离度。这种现象称为同离子效应。

例 4 已知 = 1.8 , 计算 0.10 的 NH3·H2O 的 [ OH- ];若向其中加入固体 NH4Cl , 使 [NH4 +] 的浓度达到 0.20 , 求 [ OH-] 。

[ OH- ] = 9.0 , [ OH- ] 明显降低, % 电离度也明显降低。 2 缓冲溶液的概念

某化学反应:

要求在 pH = 7 的条件下进行 ( 6 - 8 亦可 ). 现在 1 的水溶液中,拟将 0.01 mol 的 转化成 MY。实际上,当反应进行 5 % 时,即产生 1.0mol 的 , 使溶液的 pH = 3, 早已破坏了反应条件。如何控制反应体系的 pH 值,以满足反应的条件呢?

人们研究出一种能够抵抗外来少量酸碱的影响和较多水的稀释的影响,保持体系 pH 值变化不大的溶液,我们称之为缓冲溶液。

若向 1 pH = 7 的水中,加入酸碱,则:

0.010 mol HCl pH = 2

0.010 mol NaOH pH = 12

若向 1 的 [ HCN ] = 0.10 + [ NaCN ] = 0.10 溶液中( pH = 9.40 ) , 加入酸碱 ,则加入:

0.010 mol HCl pH = 9.31

0.010 mol NaOH pH = 9.49

而用水稀释,体积扩大 10 倍时,pH 基本不变。

可以认为 0.10 HCN 和 0.10 NaCN 的混合溶液,是一种缓冲溶液,可以维持体系的 pH 值为 9.40 左右。

3 缓冲作用原理

[HCN] = 0.10 + [NaCN] = 0.10 的 HCN 和NaCN 的混合溶液,为什么具有缓冲作用呢?

由于 Ka = 4.0, 加上同离子效应,故 HCN 极少解离,可以认为 [ HCN ] = 0.10

当 [ HCN ] = [ CN- ] = 0.10 时 , [ H+ ] = Ka = 4.0 , pH = 9.40

外来少量 H+ 时, 与之结合生成 HCN , 于是 [ HCN ] 略增, [ ] 略减 ; 外来少量 OH- 时, HCN与之反应生成 , 于是 [ HCN ] 略减, [ ] 略增 ; 但当 H+ 或 OH- 很少时, 总会近似有: [ HCN ] = [ ] = 0.10 , 故 pH 值变化不大。

用水稀释,使体积扩大 10 倍时,仍会近似有 [HCN] = [] , 故 pH 值变化亦不大。HCN - 其中一个可以抵抗 H+, 另一个可以抵抗 OH- , 我们称其为缓冲对。

若外来的 H+ 或 OH- 的量很大时,[ HCN ] 和 [ CN- ] 将发生很大的变化,不再近似相等。这时, pH 值的变化就会大了。若稀释到 Co/Ka < 400 , 不能近似计算时, pH 值的变化也会很大。故缓冲对的浓度大时,缓冲能力强,我们说它的缓冲容量大。

下面是缓冲对的一些例子:

4 缓冲溶液的计算

例 5 1 溶液中, [ HCN ] = 0.10 ,

[ NaCN ] = 0.10 ,组成缓冲溶液,求其 [ H+ ] 和 pH 值。当分别向其中加入 0.01 mol 盐酸和氢氧化钠时, pH 值各变成多少。已知 HCN 的 Ka = 4.0 , 且忽略体积的微小变化 。

※加入 0.01mol 盐酸 , 即引入 0.01mol H+,最大的变化为

[ ] = 0.10 - 0.01 = 0.09, [ HCN ] = 0.10 + 0.01 = 0.11

pH = 9.31

※加入 0.01mol 氢氧化钠, 即引入 0.01mol OH- ,最大的变化为: [ HCN ] = 0.10 - 0.01 = 0.09, [ ] = 0.10 + 0.01 = 0.11

同理可得 [ H+ ] = 3.27 , pH = 9.49

对式 ( 1 )取负对数: (2)

可见缓冲溶液的 pH 值,由两项决定:电离常数 Ka 和缓冲对中的

※为了保证缓冲能力的均衡,缓冲对中两种物质的浓度要接近为好。 一般应在 1 /10 - 10 / 1 之间。这时有 这一 pH 值范围,称为缓冲范围。当然 时最好。

※式 (2)是以弱酸为基础的,以弱碱为基础的公式应为:

例 6 拟配制 pH = 7 的缓冲溶液,如何从下列信息中选择缓冲 对?配比应如何?

解:

可以使 NaH2PO4 和 Na2HPO4 的摩尔比为 1.62 , 注意两者的浓度皆不宜太小 ,以保证缓冲容量。

四 盐效应

在 NH3·H2O 中加入与其没有共同离子的 KCl , 对 NH3·H2O 的电离度是否会有影响呢? 实验结果表明,电离度增大。 为什么?

例 7 向 0.10 的 NH3·H2O 中加入 KCl ,使 KCl 的浓度达到 0.2 ,求 [ OH- ] 和电离度。已知 Kb = 1.8

解: KCl 的加入,使溶液中的离子浓度增大,离子氛的作用加强,活度系数 f 变小。KCl 的浓度达到 0.2 时,f = 0.7 . NH3·H2O = NH4+ + OH- 用活度表示平衡常数:.

若不考虑活度系数,或认为 f = 1 , 则 [ OH- ] = 1.34 , = 1.34 %

若考虑活度系数,则:

在此,[ OH- ] = 1.9, 说明已经解离了这些, 才使得活度为 1.34 , 故 = 1.9 % 。 加入 KCl ,使电离度增大,这种作用称为盐效应。

关于盐效应,要注意以下问题: 1)盐效应的影响不大; 2)有同离子效应存在时,不必考虑盐效应; 3)不要求计算,只要求会讨 论问题。

五 酸碱指示剂

1 指示剂的变色原理

能通过颜色变化指示溶液的酸碱性的物质,如石蕊,酚酞,甲基橙等,称为酸碱指示剂。酸碱指示剂一般是弱的有机酸。 现以甲基橙为例,说明指示剂的变色原理。甲基橙的电离平衡表示如下:

分子态 HIn 显红色, 而酸根离子 In- 显**。当体系中 H+ 的浓度大时,平衡左移,以分子态形式居多时,显红色;当体系中 OH- 的浓度大时,平衡右移,以离子态形式居多时,显**。究竟 pH = ? 时,指示剂的颜色发生变化,则与弱酸 HIn 的电离平衡常数 Ka 的大小有关。

2 变色点和变色范围

仍以甲基橙为例, HIn = In- + H+ Ka = 4 当 [ In- ] = [ H In ] 时,[ H+ ] = pKa = 4 , pH = pKa = 3.4,显橙色,介于红色和**之间。

当 pH < 3.4 , H In 占优势时,红色成分大;

当 pH > 3.4 , In- 占优势时,**成分大;

故 pH = pKa 称为指示剂的理论变色点。甲基橙的理论变色点为 pH = 3.4, 酚酞的理论变色点为 pH = 9.1。 距离理论变色点很近时,显色并不明显,因为一种物质的优势还不够大。 当 [ HIn ] = 10 [ In- ] 时, 显红色, 当 [ In- ] = 10 [ H In ] 时,显**。

这时有关系式 pH = pKa 1 , 这是指示剂的变色范围。各种颜色互相掩盖的能力并不相同。红色易显色,对甲基橙,当 [ HIn ] = 2 [ In- ] 时,即可显红色;而当 [ In- ] = 10 [ H In ] 时,才显**。 故甲基橙的实际变色范围为 pH 值在 3.1 和 4.4 之间。酚酞 8.0 - 10.0 。选用指示剂时,可以从手册中查找其变色点和实际变色范围。

一道化学平衡高考题,怎么会推出矛盾?

用物质A表示的反应的平均速率为多少?

v(C)=0.6/2=0.3 ; v(A)=0.3/2=0.15mol/Ls

用物质B表示的反应的平均速率为多少?

v(B)=v(A)

2秒时A的转化率为多少?

0.6/4=0.15=15%

2秒时B的浓度为多少?

c(B)=(2-0.6*2)/2=0.4mol/L

求96年高考全国卷I理综试题第31题题目及答案详解

看了上面几位高手的回答,感觉他们没有找到问题的根源。

一边倒的方法解决这个题目是没问题的,只是这里你的思维不够严密。你解决这道题的思考是不准确的。一边倒以后系统里面只有A和B,不要再去考虑C了,只把C的变化等效给A和B就行了,我想这一点你是很明确的。

第一种说法得出的结果是合理的,可以这样验证,如果只增加1molA,0.5molB,和1molC,那么平衡还是不动,但现在又加了0.5molB,所以平衡右移了。结果正确的根本原因是后来增加的0.5molB是在不影响现有A的物质的量的基础上进行的对平衡的改造,所以平衡自然打破,向右寻求新的平衡。

而第二种分析方法中,“11molA+5.5molB平衡后又减少了1molA”这时候必然会引起系统里面B的含量的变化,也就是说在现有11molA+5.5molB的平衡系里面,每减少1molA就会减少0.5molB,而这些减少的B你没有考虑到。

可以这样去分析第二种情况,11molA+5.5molB平衡后又减少了1molA,这时候相应的减少了0.5molB,系统达到10molA + 5molB的平衡,但距离 10molA + 5.5molB还差0.5mol的B,于是可以按照第一种思路去分析,得出平衡向右移动的结论。

第二种减物质的思路我似乎没用过。

关于化学平衡计算方法问题

化学平衡问题的判定

在高考化学中,化学平衡问题的判定是个重点,同时也是个难点,怎样解决这类问题,这里我同大家讨论一下我的理解。人教版必修2关于化学平衡是这样描述的:对于可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再改变,达到了一种表面静止的状态,我们称之为“化学平衡状态”,简称化学平衡。所以判定一个反应是否达到平衡我们可以从两个方面考虑:即正逆反应速率相等和反应物、生成物各物质的浓度一定。

从正逆反应速率相等来判定平衡:

例1.下列可以证明N2 + 3H2 2NH3 已达到平衡状态的是( )

A、消耗1molH2的同时,生成1molH2

B、1个N≡N键断裂的同时,有6个H-H键断裂

C、V正(NH3) = 1/3V逆(H2)

D、V(NH3) = 1/3V(H2)

解析:运用此判据判定反应达到平衡,必须注意两点:一是得同时出现正逆反应,则排除D选项,不知等号左右指的是正反应还是逆反应;二是正逆反应速率得相等,若是同种物质,它的生成和消耗相等,则说明反应达到了平衡,所以A选项符合正确,若是不同物质,用它们表示的正逆反应速率得符合化学计量数之比,所以B错误,C正确。

答案:AC

从反应物和生成物的浓度不再改变来判定平衡:

首先我们找到这个判别依据的本质:因为达到平衡时反应物和生成物的生成和消耗相等了,所以各物质的物质的量、质量这些最基本的量都是定值了,所以当一个可逆反应在一个固定容积的容器中进行时,物质的量自然也是定值。若是涉及到气体参与的可逆反应,则又衍生出压强、体积分数、气体的密度、气体的平均相对分子质量这些问题也可以用来判定反应是否达到平衡。对于有颜色的物质,颜色不变也可以用来判定平衡。

例2.对于反应H2+I2 2HI,达到平衡的标志有:( )

A、气体的物质的量不变

B、各物质的物质的量浓度相等

C、三种物质的物质的量之比为1:1:2

D、各物质的浓度是个定值

解析:这是一个反应前后气体分子数不变的反应,因此不论是否达到平衡,气体的物质的量都不会改变,故A错;当达到平衡时,各物质的物质的量及其浓度达到了一个定值,不一定是相等了,也不一定是符合化学计量数之比了,故B、C错,D正确。

答案:D

例3.在体积固定的密闭容器中进行如下反应:N2 + 3H2 2NH3 ,反应开始时加入H2和N2各10mol,反应一段时间后,达到平衡,以下数据不能证明该反应达到平衡的是( )

A、N2的物质的量分数为定值

B、H2的物质的量分数为定值

C、NH3的物质的量分数为定值

D、N2的物质的量浓度是个定值

解析:应用三段式解题

N2 + 3H2 2NH3

起始:10mol 10mol 0mol

转化:xmol 3xmol 2xmol

t时刻:10-xmol 10-3xmol 2xmol

经计算得知:t时刻N2的物质的量分数为(10-x)/(20-2x)=0.5,可见无论该反应是否达到平衡,任意t时刻,N2的物质的量分数都为一个定值,故不可用N2的物质的量分数为定值来判定反应是否达到平衡;而t时刻H2的物质的量分数为(10-3x)/(20-2x),该值随着x的变化而变化,当平衡时,x不再改变,此值不再改变;同理,t时刻NH3的物质的量分数为2x/(20-2x),该值随着x的变化而变化,当平衡时,x不再改变,故可以用H2和NH3的物质的量分数为定值判定反应达到平衡;当平衡时,N2的质量不再改变了,故D选项中的数值也可以用来判定平衡。综上所述,该题答案A

答案:A

例3:在恒容密闭容器中进行如下反应:A(s) + 3B(g) 2C(g) + D(g),以下不能证明该反应达到平衡的是( )

A的质量不再变化

B的物质的量浓度不再变化

混合气体的总压强不再变化

混合气体的平均相对分子质量不再变化

解析:当达到平衡时,各物质的物质的量、质量、物质的量都不再改变,故A、B选项可以用来判定平衡;由于是恒容密闭容器,且反应前后气体分子数不变,所以不论是否达到平衡,反应前后气体的总压强都不改变,故不可作为反应是否达到平衡的判据;由于反应体系的总体积不变,而反应前后气体的总质量在发生改变,根据M=m总/n总,未平衡时,气体的平均相对分子质量一直在改变,故可应用此值来判定平衡。综上所述,答案为C

答案:C

例4:在恒容密闭容器中进行如下反应:2NO2(g) N2O4(g),以下不能证明该反应达到平衡的是( )

混合气体的总压强是个定值

混合气体的密度是个定值

混合气体的平均摩尔质量是个定值

混合气体的颜色不再改变

解析:因为是恒容密闭容器,反应前后气体分子数改变,所以未平衡时,气体的总压强一直在改变,当达到平衡时,气体总分子数不再改变,气体总压强也不再改变,故该选项可用于平衡判定;由于反应前后气体的总质量不变,气体的总体积不变,根据ρ=m/V,不管是否达到平衡,混合气体的密度是个定值;根据M=m总/n总,由于气体分子数一直在改变,故反应前后气体的总物质的量也在改变,所以未平衡时,气体的平均摩尔质量是个变化值,可用于判定平衡;未平衡时,有颜色的NO2的量一直在改变,当到达平衡时,NO2的量不再改变了,混合气体的颜色也不再改变了,也可用于平衡判定。

答案:B

例5:判断下列说法是否正确:在恒压密闭容器中进行如下反应:N2 + 3H2 2NH3 ,用混合气体的密度不再改变可以判定反应达到平衡了。

解析:因为这是一个反应前后气体分子数改变的反应,所以未达平衡前,为了保持容器内的恒压,容器体积也就是气体总体积要一直改变,但气体的总质量不变,根据ρ=m/V,可知未平衡时气体的平均密度在改变,一旦到达平衡,便不再改变,故该说法正确。

答案:正确

怎样根据图像判断化学方程式中化学平衡计量数的大小关系

化学平衡的判断是高中化学平衡学习和高考的第一个考察点

平衡判断的 最基本依据是V正=V逆

但是针对不同的化学反应 判断方法 有不同的情况

首先要确定反应进行的条件

等温等容的体系中:

对于mA+nB=pC+qD 这样的反应

如果 m+n不等于p+Q m,n,p,q 指的是气体反应物前的系数

这样的反应体系中

1倘若体系的压强 不再改变 --平衡

2倘若体系的密度 不再改变 --平衡

3倘若体系中各组分的质量分数,物质的量分数,物质的量,质量,气体的浓度,气体的体积分数不再改变--平衡

4倘若体系的平均摩尔质量 不再改变--平衡

5倘若A,B,C,D中有有色的气体 体系的颜色不再改变 --平衡

若m+n等于p+Q

可用V正=V逆 和上面的第3,5条判断

其他均不能判断 这样平衡是否达到平衡

化学平衡图像问题是高考化学试题中最常见的一种题型。该类题型的特点是:图像是题目的主要组成部分,把所要考查的知识寓于坐标曲线上,简明、直观、形象,易于考查学生的观察能力、类比能力和推理能力。解答化学平衡图像题必须抓住化学程式及图像的特点。析图的关键在于对“数” “形” “义” “性”的综合思考,其重点是弄清“四点”(起点、交点、转折点、终点)及各条线段的化学含义,分析曲线的走向,发现图像隐含的条件,找出解题的突破口。下面例析这类题型的一般解题思路,希望起着抛砖引玉的作用。

一、先要明确图像的横、纵坐标所表示的物理意义,养成良好分析图像问题的习惯

在习题的教学过程中,我发现有些学生在分析图像问题时常在无意中忽略了图像中横坐标与纵坐标所表示的意义,导致做错题或思维受阻。

例1 某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):

反应Ⅰ:2A(g)+B(g) 2C(g) 反应 Ⅱ:2A(g) C(g

反应Ⅲ:3A(g)+B(g) 2C(g)   反应Ⅳ:A(g)+B(g) ? 2C(g)

根据以上规律判断,下列结论正确的是

A.反应Ⅰ:ΔH>0,P2>P1

B.反应Ⅱ:ΔH<0,T1>T2

C.反应Ⅲ:ΔH>0,T2>T1;或ΔH<0,T1>T2

D.反应Ⅳ:ΔH<0,T2>T1

错解:漏选C

解析:在该题中正确的答案应选BC,但有部分学生漏选了C答案。他们认为在反应III的图像中,T2曲线的斜率比T1的大,说明在T2的温度下反应速率比在T1温度下大,所以T2一定大于T1(根据温度越高,反应速率越大)。这些学生犯错误的原因是受了平常一些习题的影响,错误迁移知识,认为斜率就一定代表速率。其实,该图像的横坐标表示加入B的物质的量,纵坐标表示C物质在平衡时的体积分数。这两条曲线上任意一点表示在加入一定量的B时,反应达到平衡的平衡点。图中的曲线表示的是在某一温度下随着B加入的物质的量不同(其他条件不变),反应达到平衡时C在平衡体系中的体积分数的变化情况,其斜率并不代表反应速率的大小。

纠错反馈:先明确图像的横、纵坐标所表示的意义,再进一步深入分析,形成良好的思维习惯。否则,容易的题目也会变成难题。(容易做错或做不出来)

二、对化学平衡图像的分析要紧密联系化学方程式的特点及题干中给出的恒定条件

我在教学过程中经常发现有的同学在分析化学平衡图像问题时,常常孤立去分析图像,忽略了了化学方程式中所隐含的条件,导致自己的思维受阻。

例2.在容器固定的密闭容器中存在如下反应:A(g)+3B(g)2C(g);DH<0

某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:

下列判断一定错误的是 ( )

A. 图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高

B. 图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高

C. 图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高

D. 图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高

解析:从题干可知:1、该反应的正反应为放热反应;2、压强增大,平衡向正反应方向移动;3、该反应是在恒容下讨论。因为催化剂对平衡移动是没有影响的,所以A项是错误的,D项正确。从图II的两条曲线的斜率对比可知,如果只是压强对反应的影响,应该是甲的压强大,但从题干可知压强增大,平衡向正反应方向移动,B的转化率应是增大,所以B项是错误的。如果是温度对反应的影响,甲的斜率大,反应速率大,温度高。该反应是放热反应,平衡向逆反应方向移动,B的转化率降低,C项正确。

纠错反馈:如果给出化学平衡方程式,在分析平衡图像时,要联系化学方程式。虽然看起来这是一个简单问题,但形成良好的思维习惯不容易。

三、抓“四点”( 起点、交点、转折点、终点),注意求同思维及求异思维的运用

例2、在某容积一定的密闭容器,可逆反应A(气)+B(气) XC(气)符合下列图像Ⅰ所示关系,由此推断对图Ⅱ的正确说是

A、P3>P4,Y轴表示A的转化率 B、P3<P4,Y轴表示的B百分含量

C、P3>P4,Y轴表示混合气体的密度 D、P3>P4,Y轴混合气体的平均摩尔质量

解析:从图形I来看,(1)横坐标表示时间,纵坐标表示C物质的百分含量,a、b、c 三条曲线的起点相同,转折点不同;(2)比较a、b两条曲线,不难发现他们是温度相同,压强不同的两条曲线;(3)b曲线的斜率大于a曲线的斜率,说明b曲线条件中的反应速率大于a曲线条件下的反应速率,得出隐含条件:P2>P1 ;(4)从转折点不难发现随着压强的增大平衡向正反应方向移动,可得化学方程式中的另一隐含条件:化学计量数X等于1;(5)再通过比较b、c两曲线,不难发现另外的隐含条件:T1>T2 ,该反应为放热反应。综上所述得出结论:P2>P1 ,T1>T2,该反应为放热反应,化学计量数X等于1。运用图形I所得的结论来解决图形II的问题:为了便于分析,在图像II中做一等温线(虚线表示)。

如果Y轴表示A的转化率,从图形I可知该反应为放热反应,随着温度的升高,平衡向逆向移动,两条曲线都体现A的转化率降低,合理;从图形I可知X等于1,随着压强的增大,平衡向正反应方向移动,在恒温条件下,如果P3>P4 A的转化率增大,合理,所以A项是正确是。如果Y轴表示B的百分含量,两条曲线分开来分析,每条曲线是合理的,但对比来分析B就不合理,因为随着压强的增大,B的百分含量是增大的。因为该反应的反应容器容积不变,所有的反应物与生成物都是气体,所以反应的过程中密度保持不变,C项不正确。同温下压强越大,平衡向正反应方向移动,气体物质的量越小,气体的总质量不变,其平衡时平均摩尔质量越大,所以D项正确。

纠错反馈:弄清图像中“起点” “交点” “转折点(拐点)”“终点” 及各条线段的化学含义,注意曲线的纵向(同一曲)、横向(不同曲线)的变化比较。

如果熟练掌握化学反应速率和化学平衡理论知识,注意分析图像的一些方法,在解决平衡图像问题中会收到事半功倍的作用。其实,以上的一些解题策略对其他图像问题也具有普遍的意义。 如果帮到你的话请采纳

文章标签: # 平衡 # 反应 # 电离