巧用曲線斜率解決化學(xué)平衡圖像問題

成堃

摘 要：化學(xué)平衡圖像題一般包括濃度—時間圖像、速率—時間圖像、含量—時間圖像、恒溫（壓）線圖像（圖像的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，橫坐標為溫度或壓強）以及物質(zhì)的百分含量—物質(zhì)的量圖像等?？偨Y(jié)這些化學(xué)平衡圖像題的規(guī)律不難發(fā)現(xiàn)，幾乎都可用曲線的斜率來快速解決問題。

關(guān)鍵詞：曲線斜率;化學(xué)平衡圖像;轉(zhuǎn)化率;速率

化學(xué)平衡是高中化學(xué)選修4的重點內(nèi)容，是高考化學(xué)的必考題型，2019年全國二卷理綜第27題，2018年全國理綜27題，2017年全國理綜27題、2016年全國理綜27題和2015年全國理綜27題等連續(xù)五年考察化學(xué)平衡的圖像題型，這類題型主要考查學(xué)生提取信息和處理信息的能力;分析問題和解決問題的能力，充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科思想、學(xué)科方法、創(chuàng)新意識和學(xué)科價值。

一、解決曲線問題的常規(guī)方法

通常在解決曲線問題是采用：（1）“定一儀二”原則，所謂“定一議二法”，是指在化學(xué)平衡圖像中，熟知縱坐標，橫坐標以及曲線所表示的三個量的意義，在確定橫坐標所表示的量后，討論縱坐標與曲線的關(guān)系，或在確定了縱坐標所表示的量后，討論橫坐標和曲線的關(guān)系?！岸ㄒ弧笔侵赶却_定其中的一個量不變;“議二”是指對其他兩個量的再進行分析，如例1所示，（2）“先拐先平數(shù)值大”原則，即對于同一個化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達到平衡狀態(tài)，先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高，或壓強較大，如例2所示。

例1 可逆反應(yīng)aA（g）+bB（g） ?dD（g）+eE（g）;在一定條件下達平衡狀態(tài)時，A的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示。則在下列空格處填寫“大于”、“小于”或“等于”。

（1）△H___0; ? （2）a+b_____c+d。

【解析】在圖1中，（1）任看一根曲線，可知溫度升高，A的轉(zhuǎn)化率變大，這說明升溫使平衡正移，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);答案：大于。（2）垂直于橫坐標畫一直線，可知：溫度（T0）相同時，壓強越大，A的轉(zhuǎn)化率越小。這說明增大壓強使平衡逆移，答案：小于。

例2 反應(yīng)2X（g）+Y（g） ?2Z（g）;△H<0在不同溫度（T1和T2）及壓強（P1和P2）下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量（nZ）與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖2所示。下述判斷正確的是

A.T1

B.T1P2

C.T1>T2，P1>P2

D.T1>T2，P1

【解析】如圖2所示，當(dāng)溫度T1一定時，比較壓強P1和P2曲線，P1曲線先出現(xiàn)拐點，即先達到化學(xué)平衡狀態(tài)，說明壓強P1>P2;同理，當(dāng)壓強在P1條件下，比較T1和T2溫度曲線，T1曲線先出現(xiàn)拐點，說明溫度T1>T2。

二、巧用曲線斜率解決

我們在這兩大原則的基礎(chǔ)上，引入曲線斜率，使化學(xué)平衡圖像的判斷更加直觀，很大程度的提高了解題效率。

例3 已知反應(yīng)： ? ? ? ? ? ? ?，取等量CH3COH3，分別在0℃和20℃下，測得其轉(zhuǎn)化分數(shù)隨時間變化的關(guān)系曲線（Y-t）如圖3所示。下列說法正確的是

A.b代表0℃下CH3COH3的Y-t曲線

B.反應(yīng)進行到20min末，CH3COH3的

C.升高溫度可縮短反應(yīng)平衡的時間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率

D.從Y=0到Y(jié)=0.113，CH3COCH2COH（CH3）2的

【解析】從圖象可以得出，b曲線的起始斜率明顯大于a曲線，說明b對應(yīng)的反應(yīng)速率較大，溫度較高，所以可以推理出選項A、B錯誤;借助圖像，也可以得出，溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率降低，選項C錯誤;等量的CH3COH3，轉(zhuǎn)化率相同時，產(chǎn)物CH3COCH2COH（CH3）2的物質(zhì)的量相同，選項D正確。

通過例3的分析我們不難看出，巧用曲線斜率，不但能快速的得出答案，而且能夠提高做題效率，高考理綜題量大，做題時間不夠困擾著許多同學(xué)，如果能在較短的時間內(nèi)迅速得到答案，對理科考生大幅度提高成績效果顯著。