化學平衡中“圖像問題”方法解讀

佘海紅

高考對化學平衡的考查，如化學反應速率、化學平衡移動等內(nèi)容，往往與圖像相結(jié)合，直觀、生動地將各個量之間的關系表現(xiàn)出來，讓學生探索其中的化學規(guī)律。這類試題涉及的知識面廣，具有很強的靈活性、抽象性、復雜性與隱蔽性，考查了學生對知識的綜合駕馭能力和分析判斷能力，值得廣大教師進行積極探索的命題熱點。

一、有關v-t圖像解讀

v-t圖像中，橫坐標表示時間，縱坐標表示反應速率。常?？疾樵谀硶r間點或時間段內(nèi)，根據(jù)速率的變化來推導其他因素的變化。

1.案例展示

例1在一定條件下的密閉容器中，發(fā)生如下反應：

mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）

改變某一條件后，發(fā)生了如圖1變化，并重新達到平衡，則該條件下敘述正確的是（ ? ）。

A.若該條件為減小壓強，則有m+n>p+q

B.若該條件為增大壓強，則有m+n<p+q

C.若升高溫度，則該反應為吸熱反應

D.該條件可能使用了正催化劑

圖1分析根據(jù)圖像可知，改變條件后：v（逆）>v（正），則平衡向逆反應方向移動，排除選項D;新平衡時的反應速率比舊平衡時的反應速率大，故減小壓強是不對的，排除選項A;增大壓強該平衡逆向移動，反應向著氣體體積減小的方向移動，則有m+n<p+q，故B正確;升高溫度該平衡逆向移動，反應向著吸熱方向進行，故正向為放熱反應，排除選項C。

2.方法解讀

（1）根據(jù)改變條件后的v（正）、v（逆）的大小判斷反應方向：v（正）>v（逆），平衡正向移動;

v（正）<v（逆），平衡逆向移動;v（正）=v（逆），平衡不移動。

（2）根據(jù)新平衡時的v′與舊平衡時的v比較，如果v′>v，則說明所改變的條件是增加，反之亦然。

（3）根據(jù)改變條件瞬間速率的連接點是“斷開”還是“漸變”，來判斷影響平衡的因素，“斷開”

一般改變的是溫度或壓強，“漸變”一般改變的是濃度。

二、有關y-t折線圖像解讀

y-t折線圖像中，橫坐標表示時間，縱坐標往往不確定，可以是百分含量、轉(zhuǎn)化率或者體積分數(shù)等物理量，常常用來同時考察溫度和壓強對反應的影響。

1.案例展示

例2密閉容器中，發(fā)生如下反應：

aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）

如圖2所示在不同的溫度和壓圖2

強下的關系圖，橫坐標表示時間，縱坐標表示混合氣體中B的質(zhì)量分數(shù)，則下列判斷正確的是（ ? ）。

A.T1>T2，p1<p2，a+b>c，該反應為放熱反應

B.T1>T2，p1<p2，a+b<c，該反應為吸熱反應

C.T1<T2，p1>p2，a+b<c，該反應為放熱反應

D.T1>T2，p1>p2，a+b>c，該反應為吸熱反應

分析圖像中給出了三條線段，根據(jù)控制變量法，如果比較溫度，則需要壓強相等，故比較T1p2和T2p2這兩條折線，其中溫度較高的反應速率快，達到平衡所需要的時間就短，則“先拐”，故有T1>T2，在判斷反應吸放熱的時候，可以假設有這樣一個過程，從T1→T2，溫度降低，對照縱坐標可知B的質(zhì)量分數(shù)升高，則有降溫平衡逆向移動，逆向為放熱，正向為吸熱反應;同理，比較T1p1和T1p2這兩條折線，可以得到p1<p2，a+b<c，故正確選項為B。

2.方法解讀

（1）根據(jù)控制變量法，找到兩條等溫線或等壓線，確定兩條研究對象;再根據(jù)“先拐先平值最大”原則，判斷出溫度或壓強的大小。

（2）模擬過程進行“定一議二”，模擬一個從T1→T2或者p1→p2的過程，通過縱坐標的變化來判斷化學平衡移動的方向，根據(jù)其中的邏輯關系得出反應的吸放熱或者前后氣體總體積的大小。

三、有關y-T/p曲線圖像解讀

在y-T/p的曲線圖像中，橫坐標表示溫度或壓強，縱坐標不確定，可以是百分含量、轉(zhuǎn)化率或者體積分數(shù)等物理量，也常常用來同時考查溫度和壓強對反應的影響。

1.案例展示

例3在密閉容器中發(fā)生反應：

A（s）+B（g）2C（g） ΔH>0，

隨著外界條件的改變發(fā)生如圖3圖3變化，那么y軸可以表示為（ ? ?）。

A.反應在該條件下平衡時C的體積分數(shù)

B.反應在該條件下平衡時B體積分數(shù)

C.B的轉(zhuǎn)化率

D.反應在該條件下平衡時混合氣體的質(zhì)量

分析根據(jù)題意，y軸的確定既要符合溫度的變化，又要符合壓強的變化。在討論溫度時，需要找一條等壓線，三條線段中任意一個就可以，結(jié)合化學方程式和圖像可知，升溫，平衡正向移動，y軸所表示的量逐漸減小，故B符合;在討論壓強時，則需要找一條等溫線，即在x軸上一點做x軸的垂線，與三條曲線相交于三點，根據(jù)這三點中任意兩點來確定y軸的變化，結(jié)合化學方程式和圖像可知，減小壓強平衡正向移動，y軸減小，故B符合。據(jù)此，可以看出B既符合溫度的變化又符合壓強的變化，即為正確答案。

2.方法解讀

（1）分析方程式，判斷出溫度或壓強的改變對化學平衡的影響，記錄化學平衡移動的方向。

（2）根據(jù)“定一議二”的方法分析圖像，判斷出溫度或壓強的改變對相關物理量造成的影響，記錄y軸變化的趨向。

（3）將（1）（2）兩項結(jié)合，移動的方向與y軸的變化相一致，則可以用y軸表示;反之亦然。

總之，以上所闡述的三種圖像較為典型，體現(xiàn)了一定的方法和技巧，其他圖像的變化與創(chuàng)新，總是以這三類圖像為基礎。只要在解題時，充分利用化學平衡原理，按照讀圖的步驟和方法技巧進行分析，就一定可以得出正確答案。

（收稿日期：2015-09-10）