十大类化学平衡图像题例析

化学平衡图像题，一是以时间为自变量的图像；二是以压强或温度为自变量的图像。从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。

解题关键：一是读图，弄清图像含义，通过观察弄清横坐标、纵坐标的含义及单位；搞清特殊点的意义，如坐标轴的“0”点，曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等；分析曲线的变化趋势如斜率大小、升降。二是识图，进行信息提取，挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息，在统摄信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算。三是用图，联想化学原理解答问题。

1. 以速度－时间(v-t)图像计算平衡浓度

例1 在容积固定为2L的密闭容器中，充入X、Y气体各2mol，发生可逆反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速度与时间t的关系如图所示，则Y的平衡浓度表达式正确的是（式中S是对应区域的面积）（）

解析根据v-t曲线计算反应物的平衡浓度，初看题目似乎无从下手，若静心思考，从定义出发，Y减少的浓度，随着反应进行，逆反应同时生成部分Y，因此Y的平衡浓度为初始浓度与消耗浓度之差。瞬时速率与时间的乘积即为微小矩形的面积，累积计算则Y减少的浓度表示为，Y增加的浓度表示为，则Y的平衡浓度表示为：，故选B。

2. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质

例2 已知合成氨的反应为：在一定条件下达到化学平衡，现升高温度使平衡发生移动，下列图像中能正确描述正、逆反应速率(v)变化的是（）

解析此题易误选D，以为逆反应速率升高了正反应速率必然降低，其实升高温度放热、吸热方向的反应速率都增大，但吸热反应增大的幅度大，因此平衡向吸热反应方向移动，合成氨的正反应为放热反应，应选C。图A和图B分别是加压、增加反应物浓度后速率的变化情况。

3. 以物质的量（浓度）－时间（n(c)-t）图像描述可逆反应达平衡的过程

例3 在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量n随反应时间t变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是（）

A. 反应的化学方程式为2MN

B. 

C、

D. 

解析解题关键是抓住起点和等特殊点，在0到时间内（或选取0到之间的任一点）从8mol到4mol减少了4mol，从2mol到4mol增大了2mol，因此N为反应物，方程式为2NM（从反应趋势看，N没有完全转化为M，故为可逆反应）。时，瞬时浓度也相等，但浓度变化并不相等，实际是，不再改变，达到了平衡状态，，体积相同，c与n成正比，因此只有选项D正确。

4. 以c-t图像描述等效平衡过程

例4 在425℃时，1L密闭容器中进行反应：2HI(g)，以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡（如下图）

（1）将图示3种情况的反应物、生成物的初始浓度和平衡浓度填入表格。

（2）以上3种情况达到化学平衡是否为同一平衡状态？由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？

（3）等温、等容情况下，等效平衡的条件是什么？

解析（1）将图像信息转化为数据信息是处理信息的基本能力，填表如下所示。

（2）达平衡时反应物和生成物浓度完全相同，故为同一平衡状态。在一定条件下达到平衡后，正、逆反应速率，平衡混合物中各物质的浓度保持不变。

（3）等温、等容时，将生成物（或反应物）折算为同一侧的量完全相同时，即为等效平衡。

5. 以物质的量（转化率）－时间（n(R)-t）图像描述温度或压强对平衡移动的影响

例5 反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)+Q，在不同温度（）及压强（）下，产物Z的物质的量与反应时间t的关系如图所示，下述判断正确的是（）

解析 T相同时（上面2条曲线），p越大反应速率v越快，达到化学平衡的时间t越短，故；若从纵坐标来分析，增大，平衡向正向移动，对照反应特征（气体体积减小）可知。同理，压强相同时（下面2条曲线），温度越高反应速率越快，达到化学平衡的时间越短，故，或从来分析，减小，平衡向逆向移动（正向放热则逆向吸热），说明，选C。

6. 以转化率（体积分数）－压强、温度（R－p、T）图像判断平衡状态

例6 如图，条件一定时，反应2（正反应为放热）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. a          B. b        C. c          D. 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，而选D。

7. 根据R（质量分数w、体积分数）－p、T图像判断反应特征

例7 已知反应，A的转化率与p、T的关系如图，根据图示可以得出的正确结论是（）

A. 正反应吸热，

B. 正反应吸热，

C.

D. 正反应放热，

解析相同p时，升高T，R_A提高，说明正反应为吸热；相同T，增大p，R_A提高，说明正反应为气体体积缩小的方向，，故选A。

8. 由v-p（T）图像描述平衡移动时正逆v的变化

例8 下列反应符合下图p-v变化曲线的是（）

A. 2HI(g)

B. 

C. 4NO(g)+

D. CO(g)+C(s) 2CO(g)

解析根据勒沙特列原理，增大p，都增大，但气体分子数多的一边增大的幅度大，平衡向气体体积缩小的方向移动。由图示可知，斜率大，即随p增大增大的多，故应为气体分子数较多的一边，B选项符合图示。

9. 混合气体平均相对分子质量—温度（压强）（）图像

例9 可逆反应2A+B2C（g）+Q（Q>0）随T（℃）变化气体平均相对分子质量的变化如图所示，则下列叙述中正确的是（）

A. A和B可能都是固体        B. A和B一定都是气体

C. A和B可能都是气体         D. 若B为固体，则A一定为气体

解析正反应放热则逆反应吸热，观察曲线可知，T升高化学平衡向逆向移动，气体的减小。由平均摩尔质量定义可判断：T升高，A和B都是固体时，只有1种气体C，不变；A和B是气体时，气体不变，变大，减小，符合题意，但不是绝对惟一的；当B为固体A为气体时，气体的不变，但变小，同样导致减小，故正确答案为C、D。

10. 由体积分数—温度（）图像判断平衡进程

例10 在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的，在不同温度，任其发生反应，在第7秒时分别测定其中的体积分数，并绘成下图曲线。

（1）A、B、C、D、E中，尚未达到化学平衡状态的点是________。

（2）此反应的正反应是______热反应。

（3）AC段曲线是增函数曲线，CE段曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由为____________________________________________________。

（4）v正_____v逆

解析该曲线表明在相同时刻不同温度时的情况，C点是最大点也是转折点，说明C点达到了化学平衡状态，C点之前的A、B点尚未达到平衡；C点之后，T升高，下降，说明正反应为放热反应；AC段化学反应尚未平衡，受速率控制，T升高，反应速率加快，增大为增函数；CE段达到平衡后受平衡因素控制，T升高，平衡向吸热的逆向移动，故下降为减函数。。