易錯12化學平衡圖像
【易錯分析】
圖像和圖表分析能力是高中化學重點考查的能力之一,從近幾年的高考試題看,化學反應速率、化學平衡的圖像和圖表題屬於高頻考點,要求能夠分析圖像、圖表,結合化學平衡移動原理答題。反應速率與化學平衡圖像題有如下幾種類型:分析外界條件對反應速率及化學平衡的影響、由圖像判斷反應特徵(確定反應中各物質的化學計量數、判斷熱效應或氣體物質化學計量數的變化關係)、由反應和圖像判斷圖像中坐標或曲線的物理意義、由反應和圖像判斷符合圖像變化的外界條件、由反應判斷圖像正誤等。
回答下列問題:
(1)p1、p2、p3的大小關係是________,欲提高C與CO2反應中CO2的平衡轉化率,應採取的措施為_____________。圖中a、b、c三點對應的平衡常數大小關係是____________。
(2)900 ℃、1.013 MPa時,1 mol CO2與足量碳反應達平衡後容器的體積為V,CO2的轉化率為________,該反應的平衡常數K=________。
【解析】(1)正反應是氣體體積增大的反應,增大壓強,CO的含量降低,根據圖像可知,在溫度相等時p1對應的CO含量最高,則p1、p2、p3的大小關係是p1<p2<p3。升高溫度CO的含量升高,說明正反應是吸熱反應,所以欲提高C與CO2反應中CO2的平衡轉化率,應採取的措施為升高溫度、降低壓強。平衡常數隻與溫度有關係,升高溫度平衡右移,平衡常數增大,則圖中a、b、c三點對應的平衡常數大小關係是Ka=Kb<Kc。
答案:(1)①A②4(2)CaSO4+4COCaS+4CO21.0×10-40.32a
【知識清單】
1.解題思路
化學反應速率與化學平衡圖像是高考常考題型,一般考查速率(濃度)—時間圖像、含量(轉化率)—時間—溫度(壓強)圖像、恆溫線(或恆壓線)圖像等。圖像作為一種思維方法在解題過程中也有著重要作用,可以將一些較為抽象的知識,轉化為圖像,然後進行解決。
2.分析方法
認清坐標系,弄清縱、橫坐標所代表的意義,並與有關原理相結合;看清起點,分清反應物、生成物,濃度減小的是反應物,濃度增大的是生成物,一般生成物多數以原點為起點;看清曲線的變化趨勢,注意漸變和突變,分清正、逆反應,從而判斷反應特點;注意終點,例如在濃度時間圖像上,一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量,並結合有關原理進行推理判斷;先拐先平數值大,例如在轉化率時間圖像上,先出現拐點的曲線先達到平衡,此時逆向推理可得該曲線對應的溫度高、濃度大或壓強大;定一議二,當圖像中有三個量時,先確定一個量不變再討論另外兩個量的關係。
3.解題策略
從「斷點」著手,當可逆反應達到一種平衡後,若某一時刻外界條件發生改變,都可能使速率-時間圖像的曲線出現不連續的情況,即出現「斷點」。根據「斷點」前後的速率大小,即可對外界條件的變化情況作出判斷;從「拐點」入手,同一可逆反應,若反應條件不同,達到平衡所用的時間也可能不同,反映到圖像出現「拐點」的時間也就有差異。根據外界條件對化學反應速率的影響,即可判斷出溫度的高低、壓強或濃度的大小及是否使用催化劑;從曲線的變化趨勢著手,對於速率-溫度(或壓強)圖像,由於隨著溫度逐漸升高或壓強逐漸增大,反應速率會逐漸增大,因此圖像上出現的是平滑的遞增曲線,注意溫度或壓強的改變對正、逆反應速率的影響是一致的,即要增大都增大,要減小都減小,反映到圖像上,就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢大致相同。