浅析四类化学平衡图像题

浅析四类化学平衡图像题

杨新艳

三门峡市陕县陕州中学杨新艳

解图像题离不开读图、析图和解答。读图是解题的基础，析图是关键，解答是目的。而由于曲线和图形都包含着大量的信息，而这些信息往往是隐含的，学生必须对观察结果进行分析和再加工，才能总结出其中反映出的规律，提取出与考题有关的信息。解决化学平衡图像问题的基本方法可以从以下方面进行综合分析：一是借助于化学方程式掌握化学反应的特征；二是掌握该化学反应的速率变化与平衡移动的规律；三是掌握图中符号的含义，图中符号项目主要包括纵坐标、横坐标和图像，对图像要弄清楚其起点、拐点、交点、终点和走向（即“四点一向”）的含义。

下面举例说明化学平衡图像题的解题方法思路：

1.速率—时间图

例1对于反应A（g）＋3B（g）2C（g）＋D（g）△H<0；有如下图1所示变化，请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。

解析由于v正、v逆均有不同程度的增大，引起平衡移动的因素可能是：a.升高温度；b.增大压强。根据反应方程式，正反应是体积减小的放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，与图示相符；增大压强平衡向正反应方向移动，与图示不相符。因此此题中引起平衡移动的因素是升高温度。

答案引起平衡移动的因素是升高温度。正反应是体积减小的放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动。

说明解这类题的关键是：①看清起点、拐点、终点。②理清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反应，在条件与变化之间搭桥。

2.某物质的转化率（或百分含量）—时间—温度（或压强）图

例2对于mA（g）＋nB（g）pC（g）△H＝QkJ·mol-1有图2所示变化，

则：①P1与P2的关系是_____________；

②m+n与p的关系是_____________；

③T1与T2的关系是_____________；

④Q与0的关系是_____________。

解析本题解答时应遵循两个原则：“先拐先平数值大”“定一议二”原则。在温度均为T1时，P2达到平衡需要的时间短，因此P2>P1；压强越大，C的百分含量越大，说明正反应是体积增大的反应，即m+n>p；在P2保持不变时，T1达到平衡需要的时间短，因此T1>T2，温度越高，C的百分含量越小，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，说明正反应是放热反应，即Q小于0。

答案P2>P1m+n>pT1>T2Q＜0

说明解这类题的关键是：①看清起点、拐点、终点。②先拐先平数值大。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。③遵循“定一议二”原则。特别要注意同温看压强，同压看温度。④分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化；以及条件改变时对反应物的转化率（百分含量）的影响。

3.某物质的转化率（或百分含量）—温度（或压强）图

例3有一化学平衡mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），图3表示的是转化率与压强、温度的关系。判断：

（1）正反应是放热还是吸热反应?

（2）m+n与p+q的大小。

解析图像中有三个量时，应固定一个量来分别讨论另两个量之间的关系。固定压强，讨论T与A的转化率的关系：同一压强下温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应；固定温度，讨论P与A的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即m+n>p+q。

答案正反应是吸热反应m+n>p+q

说明解这类题的关键是：①看清起点、拐点、终点。②先拐先平数值大。例如，在转化率—时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。③遵循“定一议二”原则。④分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化；以及条件改变时对反应物的转化率（百分含量）的影响。

4．以转化率—压强、温度（R－p、T）图像判断平衡状态

例4如图4，条件一定时，反应2△H<0中NO的与T变化关系曲线图，图中有a、b、c、d4个点，其中表示未达到平衡状态，且的点是（）。

A.aB.bC.cD.d

解析化学平衡时有，a、b在曲线上为平衡点，c、d点未达平衡。d点在曲线右上方，从d点向横坐标引辅助线，可知该温度平衡时R（NO）比d点的小，说明该点未达平衡，且平衡向逆向移动，或从d点向纵坐标引垂线，d点T比平衡点的高，该反应正向放热，升高温度平衡向吸热的逆向移动，同样得出结论。

答案选D。

说明解这类题的关键是：①看清横纵坐标；②能找出平衡线。③学会做辅助线并且会用勒夏特列原理进行分析。

通过以上四种常见例题的分析，笔者总结了有关化学平衡图像问题的一般解题思路，现阐述如下：①看图像，认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理相联系。所谓看图像，是指：一看轴（即横坐标和纵坐标的意义），二看点（即起点、折点、交点和终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋势）等，这是解题的基础。②紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。③看清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反应，在条件与变化之间搭桥；也可以根据坐标的数据，判断反应物或生成物在方程式中的系数，或据此求反应速率。④看清其起点、拐点、交点、终点和走向（即“四点一向”）的含义。注意图像是否经过“原点”，即是否有“0”项，尤其是特殊点的意义，看清曲线的变化趋势。⑤先拐先平数值大。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。⑥定一议二。勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有多个变量时，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。⑦注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系：某物质的转化率与其“百分数”相反。