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文檔簡介
平衡圖像平衡問題會涉及到很多圖像,圖像的類型有很多種,但做題的思路是一樣的,均是將圖像語言轉化為文字語言,再與化學平衡條件比較,利用平衡移動原理解題。分析圖像常從以下幾個角度出發:一看面(橫坐標和縱坐標的意義,特別是縱坐標所代表的的意義,例如表示轉化率和表示反應物的百分含量情況就完全相反);二看線(看線的走向及變化趨勢,判斷曲線本身屬等溫線還是等壓線,當有多余曲線及兩個以上條件時,要注意“定一議二”);三看點(看線是否通過原點,兩條線的交點及線的折點、交點、終點);四看輔助線(要不要作輔助線,如等溫線、等壓線、平衡線等);
一、速率/時間圖像(V~t圖像)速率時間圖像一般分為三類:連續類、斷點類和平臺類,分析圖像時主要通過濃度、溫度、壓強和催化劑這四種因素的改變對平衡的影響來判斷分析。①連續類圖像圖像分析結論t1時突然增大,不變,且>;平衡向正反應方向移動t1時其他條件不變,增大了反應物的濃度t1時突然減小,不變,且>;平衡向逆反應方向移動t1時其他條件不變,減小了反應物的濃度t1時突然增大,不變,且>;平衡向逆反應方向移動t1時其他條件不變,增大了生成物的濃度t1時突然減小,不變,且>;平衡向正反應方向移動t1時其他條件不變,減小了生成物的濃度②斷點類圖像:圖像分析結論t1時、均突然增大,且>;平衡向正反應方向進行t1時其他條件不變,增大反應體系的壓強且t1時其他條件不變,升高溫度且t1時、均突然增大,且>;平衡向逆反應方向進行t1時其他條件不變,增大反應體系的壓強且t1時其他條件不變,升高溫度且t1時、均突然減小,且>;平衡向正反應方向進行t1時其他條件不變,減小反應體系的壓強且t1時其他條件不變,降低溫度且t1時、均突然減小,且>;平衡向逆反應方向進行t1時其他條件不變,減小反應體系的壓強且t1時其他條件不變,降低溫度且③平臺類圖像圖像分析結論t1時、均突然增大,且=;平衡不移動t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑t1時刻改變的條件可能是增大壓強(僅適用于反應前后氣體物質的量不變的反應,)結論:增大反應物或生成物濃度,升高溫度,增大壓強或加正催化劑得到的新平衡的反應速率均大于舊平衡的反應速率;減少反應物或生成物濃度,降低溫度,減小壓強或加負催化劑得到的新平衡的反應速率均小于舊平衡的反應速率;
二、百分含量(轉化率、體積分數)/壓強(溫度)/時間圖像分析圖像時,一般是斜率越大,溫度越大或者壓強越高,先出現拐點時,說明反應先達到平衡。然后通過勒夏特列原理分析,升溫平衡應該向著吸熱方向移動,加壓平衡應該向著氣體分子總數減小的方向移動,根據縱坐標代表的意義進而判斷具體反應的移動方向,得出相應的結論。以為例,表示反應物A的轉化率,表示反應物A的體積分數,表示反應物A的百分含量,表示生成物C的體積分數,表示生成物C的百分含量。T2曲線斜率大,表示T2>T1,從T1到T2,升高溫度平衡應該向吸熱方向移動,結果是反應物的轉化率降低,平衡逆向移動了,即反應逆向吸熱,正向放熱,P2曲線斜率大,表示P2>P1,從P1到P2,增大壓強平衡應該向氣體分子總數減小的方向移動,結果是生成物的百分含量降低,平衡逆向移動了,即反應逆向是氣體分子總數減小的方向,T1曲線斜率大,表示T1>T2,從T2到T1,升高溫度平衡應該向吸熱方向移動,結果是反應物的體積分數降低,平衡正向移動了,即反應正向吸熱,a曲線斜率大,表示a的反應速率快,但是生成物的百分含量相同,平衡沒移動,造成這一結果的可能因素是加入了催化劑,或者反應前后氣體分子總數不變,增大了壓強,只是加快了反應速率,平衡沒移動。
三、百分含量(轉化率、體積分數)/壓強/溫度圖像在這類圖像中包含了百分含量(轉化率、體積分數)、壓強和溫度三個變量,分析圖像的方法是:“定一議二”,即確定一個變量,討論另外兩個變量之間的關系,然后根據化學平衡移動原理得出結論。以為例:定壓強:當壓強一定時(105Pa或106Pa),生成物C的百分含量隨溫度T的升高而逐漸減小,平衡逆向移動,升高溫度平衡應該向吸熱方向移動,即逆向吸熱,正向放熱,;定溫度:作橫坐標的垂線,保持溫度一定,與壓強線出現兩個交點,壓強越大,生成物C的百分含量變小,平衡逆向移動,增大壓強平衡應向氣體分子總數小的方向移動,即逆向是氣體總體積減小的方向,。
四、速率/溫度(壓強)圖像在該類圖像中,升高溫度或增大壓強,正逆反應速率應該增大,增大的程度可能不同,根據正逆反應速率的大小結合化學平衡移動原理來判斷。以為例:v-P圖像:交點時=,即為平衡狀態;當溫度升高,>,表明平衡正向移動,正反應為吸熱反應,。v-T圖像:交點時=,即為平衡狀態;當壓強增大,>,表明平衡正向移動,正反應為氣體分子總數減小的反應,。
五、特殊圖像1.百分含量(轉化率、體積分數)/溫度(壓強)圖像以為例:L線上所有的點都是平衡點,升高溫度,生成物C的百分含量增大,平衡正向移動,升溫平衡應該向吸熱方向移動,說明正向為吸熱反應,即;L線的左上方(A點),生成物C的百分含量大于此溫度時平衡體系的C的百分含量,反應要逆向反應,即A點<;L線的右下方(C點),>;L線上所有的點都是平衡點,增大壓強,反應物A的轉化率降低,平衡逆向移動,增大壓強應該向氣體分子總數減小的方向移動,說明逆向氣體分子總數減小,即;L線的左下方(A點),反應物A的轉化率小于此壓強時平衡體系的A的轉化率,反應要正向反應,即A點>;L線的右上方(C點),<;2.全程百分含量(轉化率、體積分數)/溫度(壓強)圖像或相同時間內百分含量(轉化率、體積分數)/溫度(壓強)圖像以為例,“全程”指在反應剛開始時,不停的升高溫度或增大壓強,物質的百分含量、轉化率或體積分數隨溫度或壓強的變化圖像;“相同時間內”指在相同時間內,測得很多平行實驗中,物質的百分含量、轉化率或體積分數隨溫度或壓強的變化圖像。需要注意的是:只有在反應達到平衡后,單一外界條件的改變使平衡發生的移動才可以用勒夏特列原理分析。M點前,表示從反應物開始,v正>v逆;M點為剛達到平衡點;M點后為平衡受溫度的影響情況,升高溫度,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,升高溫度平衡應
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