呂文卓

新高考對學(xué)生的能力提出了更高的要求，在每年的理綜化學(xué)試題中非文本信息題在逐步增加，要求考生能迅速將圖標、實驗信息進行轉(zhuǎn)化，利用所學(xué)的知識經(jīng)驗去解決實際的化學(xué)實際問題，從而體現(xiàn)化學(xué)為人類社會生產(chǎn)、生活服務(wù)的思想.

一、化學(xué)平衡圖像的類型

1.濃度—時間關(guān)系圖像

圖1此類圖像能說明平衡體系中各組分在反應(yīng)過程中的濃度變化情況，既有定量的變化，也有定性的體現(xiàn).如A+BAB反應(yīng)情況如圖1所示，解該類圖像題要注意各物質(zhì)定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，由于曲線出現(xiàn)折點（達到平衡）的時刻是一樣的，因此各物質(zhì)濃度變化量比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系的比例關(guān)系，由此可書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式及把握定量反應(yīng)關(guān)系.

2.速率—時間關(guān)系圖像

如活潑金屬與足量酸（非氧化性酸）的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時圖2間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況，原因與分析：在反應(yīng)過程中，兩種因素影響化學(xué)反應(yīng)的速率，即溫度與濃度.AB段（v漸增），是因為溫度的影響是主要的，反應(yīng)放熱，隨反應(yīng)的進行，溫度漸高，導(dǎo)致反應(yīng)速率增大；BC段（v漸小），是因為濃度的因素是主要的，隨反應(yīng)的進行，溶液中c（H+）逐漸減小，反應(yīng)速率減小.

3.各種含量—時間—溫度（壓強）的圖像（如圖3所示）

百分含量往往是某一組分的物質(zhì)的量的百分含量或氣體體積的百分含量.

（a用催化劑，b不用催化劑）

該類圖的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度（c）或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率（α），橫坐標為溫度（T）或壓強（p），常見類型如圖4所示.

5.其他關(guān)系圖像

如圖5所示曲線是其他條件不變時，某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）的關(guān)系曲線， 1、2、3、4四個點，可根據(jù)平衡與否去比較正逆反應(yīng)的速率關(guān)系，表示v正>v逆的點是3，表示v正

二、用數(shù)形結(jié)合解決化學(xué)平衡問題的步驟

三、解題技巧與分析

1.正確找準平衡點

在含量（轉(zhuǎn)化率）—時間曲線中，首先出現(xiàn)平衡點的先達到平衡，說明在該反應(yīng)中該曲線反應(yīng)速率快，因此溫度較高、使用催化劑、所處壓強較大等.

2.基于不變量去找變量

如果圖像中有較多量時，先確定一個量不變，然后再討論另外兩個量的變量關(guān)系，作輔助線會有很好的體現(xiàn).

3.變化趨勢分析法

首先注意看反應(yīng)速率是增大還是減?。蝗缓罂磛正、v逆的相對大小，去判斷平衡的移動方向；最后看化學(xué)平衡移動的方向是否一致.

四、經(jīng)典例題解析

例1 已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：2NO2（g）N2O4（g） ΔH<0.現(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為1 L的恒溫密閉容器中，反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如圖6所示，回答下列問題：

1.前10 min內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v（NO2）=____mol·L-1·min-1；反應(yīng)進行至25 min時，曲線發(fā)生變化的原因是___.

2.若要達到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，在25 min時還可以采取的措施是___.

A.加入催化劑 B.縮小容器體積

C.升高溫度 D.加入一定量的N2O4

解析 1.NO2在0～10 min達到平衡時濃度變化了0.4 mol·L-1，所以用NO2表示的反應(yīng)速率為0.04 mol·L-1·min-1；而在25 min時，NO2的濃度由0.6 mol·L-1突變?yōu)?.0 mol·L-1，而N2O4的濃度在25 min時沒有發(fā)生改變，所以可得此時改變的條件是向容器中加入了0.4 mol NO2.

2.加入NO2后平衡正向移動，所以若要達到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，還可通過增大壓強（縮小容器體積），使平衡也同樣正向移動；或者采取降低溫度的方法，使平衡正向移動；也可以向容器中充入一定量N2O4，因為這樣相當(dāng)于增大容器中氣體的壓強，使得NO2的轉(zhuǎn)化率提高，即達到與最后的平衡相同的平衡狀態(tài).

答案：1.0.04 加入了0.4 mol NO2（或加入NO2） 2.BD圖7

例2 密閉容器中進行的可逆反應(yīng)：aA（g）+bB（g）

cC（g）在不同溫度（T1和T2）及壓強（p1和p2）下，混合氣體中B的質(zhì)量分數(shù)w（B）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系如圖7所示.下列判斷正確的是（ ）.

A.T1c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.T1>T2，p1

C.T1p2，a+b

D.T1>T2，p1>p2，a+b>c，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

解析 當(dāng)圖像中有三個變量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系，這叫做“定一議二”.解答該題要綜合運用“定一議二”和“先拐先平”的原則.由（T1，p1）和（T1，p2）兩條曲線可以看出：①溫度相同（T1），但壓強為p2時達到平衡所需的時間短，即反應(yīng)速率大，所以p2>p1；②壓強較大（即壓強為p2）時對應(yīng)的w（B）較大，說明增大壓強平衡逆向移動，則a+bT2；②溫度較高（即溫度為T1）時對應(yīng)的w（B）較小，說明升高溫度平衡正向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng).

答案：B

例3 有一化學(xué)平衡mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），如圖8表示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關(guān)系.下列敘述正確的是（ ）.

A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；m+n>p+q

B.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；m+n

C.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；m+n

D.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；m+n>p+q

解析 圖像中有三個量，應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間的關(guān)系.定壓強，討論T與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強下，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；定溫度，討論壓強與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，即m+n>p+q.

答案：D

例4 下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像，其中圖像和實驗結(jié)論表達均正確的是（ ）.

A.①是其他條件一定時，反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像，正反應(yīng)ΔH<0

B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時間變化的圖像

C.③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像，a是使用催化劑時的曲線

D.④是一定條件下，向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖像，壓強p1>p2

解析 根據(jù)圖像①，升高溫度，平衡正向移動，正反應(yīng)ΔH>0，A錯；②反應(yīng)實質(zhì)是Fe3++3SCN-Fe（SCN）3，K+和Cl-不參加化學(xué)反應(yīng)，KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡，B錯；③使用催化劑，反應(yīng)速率加快，先達到平衡，C正確；④此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強不影響平衡狀態(tài)，即不影響A的轉(zhuǎn)化率，且由于不斷加入B，A的轉(zhuǎn)化率增大，D錯.

答案：C

總之，數(shù)形結(jié)合使平衡移動的圖像問題更加具體明了，更能夠體現(xiàn)不同學(xué)科之間的交融，學(xué)科思想的互補，更好的去解決化學(xué)問題.