任鑫

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像類試題是一種特殊題型，在每年的高考考題中必有涉及。該類試題包含的信息量比較大，對能力要求較高，隨著高考的不斷改革以及對學(xué)科能力要求的不斷提高，這種數(shù)形結(jié)合的試題將頻頻出現(xiàn)。

一、有效貯備化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡知識

1.化學(xué)反應(yīng)速率

（1）掌握1條規(guī)律：對于可逆反應(yīng)mA（g）+nB（g）pC（g），

v（A）∶v（B）∶v（C）=Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）=

Δc（A）∶Δc（B）∶Δc（C）=m∶n∶p。

（2）理解5個因素：增大反應(yīng)物濃度、增大氣體反應(yīng)物壓強(qiáng)、升高溫度、使用催化劑、增大反應(yīng)物表面積，化學(xué)反應(yīng)速率均增大，反應(yīng)時間將縮短，達(dá)到平衡的時間也縮短。反之，反應(yīng)速率將減小，反應(yīng)時間將變長，達(dá)到平衡的時間將延長。

（3）了解1個圖象（圖1）。其中：

E1—正反應(yīng)活化能 E2—逆反應(yīng)活化能

ΔH=E1-E2=E3-E4

2.化學(xué)平衡的移動圖2圖3

（1）掌握平衡特征。

①v（正）=v（逆）>0。

例如只有在t2時刻（圖2）反應(yīng)才達(dá)到平衡。

②反應(yīng)體系中各物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變。

例如

只有在t3時刻（圖3）反應(yīng)才達(dá)到平衡狀態(tài)。

③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變。

（2）理解1個原理。

勒·夏特列原理（化學(xué)平衡移動原理）：如果改變影響化學(xué)平衡的條件（濃度、壓強(qiáng)、溫度等）之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。“減弱改變”是化學(xué)平衡移動原理的核心內(nèi)涵。

二、解答信息類化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的思路、步驟與技巧

1.解題思路

2.解題步驟

三、信息類圖像題解法例析

角度一 速率-壓強(qiáng)（或溫度）圖像

例1 圖4是溫度（或壓強(qiáng)）對反應(yīng)： 2A（s）+2B（g）

2C（g）+D（g），ΔH>0，正、逆反應(yīng)速率的影響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是（ ）。

典題剖析

關(guān)鍵信息信息分析與遷移

信息①A為固體，正反應(yīng)是氣體體積擴(kuò)大的反應(yīng)

信息②

正反應(yīng)ΔH>0

信息③

速率-溫度圖像，溫度升高，正、逆反應(yīng)速率都應(yīng)增大，且v（正）>v（逆）

信息④

速率-壓強(qiáng)圖像，壓強(qiáng)增大，正、逆反應(yīng)速率都應(yīng)增大，且v（逆）>v（正）

解析 A選項在升高溫度時，正逆反應(yīng)速率都應(yīng)該增大。

該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)速率應(yīng)大于逆反應(yīng)速率，A項錯誤；

B項中逆反應(yīng)速率應(yīng)該增大，D項中正逆反應(yīng)速率都減小了，故B、D項均錯誤；增大壓強(qiáng)，平衡左移，則逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，C項是正確的。

答案：C。

角度二 含量（或轉(zhuǎn)化率）-時間圖像

例2 某溫度時，在2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A（g）+B（g）C（g）（未配平），各反應(yīng)組分的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖5所示。在其他條件相同時，溫度分別為T1℃、T2℃時，n（A）隨時間變化的關(guān)系如圖6。下列敘述符合題意的是（ ）。

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B.該溫度下，從反應(yīng)開始到平衡時：v（A）=0.083 mol·L-1·min-1

C.圖5中反應(yīng)達(dá)到平衡時，B的轉(zhuǎn)化率為37.5%

D.T1℃時，若該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=50，則T1溫度降低

典題剖析

關(guān)鍵信息信息分析與遷移

信息①物質(zhì)的量-時間圖象，A、B、C的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比

信息②

物質(zhì)的量-時間圖象，先拐先平，T1溫度高于T2

信息③

轉(zhuǎn)化率=（B的轉(zhuǎn)化量/B的起始量）×100%

解析 根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”的原則可推知，T1>T2，溫度越高，A的物質(zhì)的量越大，則平衡向左移動，正反應(yīng)放熱，A不正確；v（A）=（0.3 mol-0.05 mol）/（2 L×3 min）=

0.041 7 mol·L-1·min-1，B不正確；B的轉(zhuǎn)化率為（0.4-0.15）÷0.4×100%=62.5%，C不正確；由圖可知A、B、C物質(zhì)的量變化之比為1∶1∶2，則K0為33.3<50，平衡常數(shù)越小，溫度越高，D正確。

答案：D。

角度三 恒溫線（或恒壓線）圖像

例3 在一定體積的①容器中通入均為0.1 mol·L-1的CH4與CO2兩種氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+CH4（g）

2CO（g）+2H2（g）②，測得平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖7所示，下列說法一定正確的是（ ）。

A.該化學(xué)反應(yīng)的：ΔH③>0

B.在圖示中壓強(qiáng)關(guān)系為：p1>p2>p3>p4④

C.在1100℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為64

D.圖示中，壓強(qiáng)為p4時，在Y點(diǎn)⑤：正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率

典題剖析

關(guān)鍵信息

信息分析與遷移

信息①

容器的體積不變，壓強(qiáng)可能變化

信息②

正反應(yīng)是氣體體積擴(kuò)大的反應(yīng)

信息③

根據(jù)平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的變化關(guān)系判斷

信息④

根據(jù)某一溫度下，轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系判斷

信息⑤

壓強(qiáng)為p4時，Y點(diǎn)在圖線以下，趨于平衡，反應(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行

解析 分析圖象可知：升高溫度，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；由反應(yīng)方程式可知，增大壓強(qiáng)時，平衡逆向移動，結(jié)合圖象可知壓強(qiáng)：p1v（逆），D錯誤。

答案：A。

角度四 特殊圖像

例4 在兩個固定體積均為1L密閉容器中以不同的氫碳化比n（H2）n（CO2）充入H2和CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO2（g）+6H2（g）C2H4（g）+4H2O（g） ΔH。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α（CO2）與溫度的關(guān)系如圖8所示。下列說法正確的是（ ）。圖8

A.該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行

B.氫碳比X<2.0

C.若起始時，CO2、H2濃度分別為0.5 mol/L和1.0 mol/L，則可得P點(diǎn)對應(yīng)溫度的平衡常數(shù)的值512

D.向處于P點(diǎn)狀態(tài)的容器中，按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，再次平衡后

α（CO2）減小

典題剖析

關(guān)鍵信息信息分析與遷移

信息①

只考慮改變一個條件對化學(xué)平衡的影響

信息②

正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)

信息③

CO2平衡體積分?jǐn)?shù)隨T變化的關(guān)系圖象信息④溫度越高，速率越大

解析 A.由圖可知，隨溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH<0，另外據(jù)反應(yīng)可知ΔS>0，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，則ΔG始終<0，因此常溫下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故A錯誤；B、氫碳比越大，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越大，故X>2.0，B項錯誤；C.由圖可知，P點(diǎn)平衡時二氧化碳轉(zhuǎn)化率為0.5，氫碳比為2，根據(jù)三段式可計算出此時的平衡常數(shù)為512，C項正確；向處于P點(diǎn)狀態(tài)的容器中，按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，此時平衡正向移動，再次平衡后，α（CO2）增大，D項錯誤。

答案：C。