2025年高一上學(xué)期化學(xué)圖像分析題專練一、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像分析（一）瞬時速率—時間圖像在可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，外界條件改變會導(dǎo)致速率—時間圖像出現(xiàn)"斷點(diǎn)"。例如，對于反應(yīng)N?O?(g)?2NO?(g)，若在t?時刻使用催化劑或增大壓強(qiáng)（僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)），正逆反應(yīng)速率會同時等倍數(shù)增大，圖像中v正和v逆曲線會出現(xiàn)垂直上升的斷點(diǎn)，且斷點(diǎn)后兩條曲線重合。當(dāng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)時，升高溫度會使v正和v逆均增大，但v逆增大的幅度更大，導(dǎo)致平衡逆向移動；而降低溫度時，v正和v逆均減小，但v正減小的幅度更小，平衡正向移動。對于有氣體參與的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)時，若正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，v正增大的幅度大于v逆，平衡正向移動；反之，減小壓強(qiáng)時，v逆增大的幅度大于v正，平衡逆向移動。（二）全程速率—時間圖像以Zn與足量鹽酸的反應(yīng)為例，反應(yīng)速率隨時間的變化呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。AB段，由于反應(yīng)放熱使溶液溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸增大；BC段，隨著反應(yīng)進(jìn)行，鹽酸濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小。另一個典型例子是H?C?O?溶液中加入酸性KMnO?溶液，反應(yīng)方程式為2KMnO?＋5H?C?O?＋3H?SO?=K?SO?＋2MnSO?＋10CO?↑＋8H?O。AB段，反應(yīng)產(chǎn)生的Mn2?對反應(yīng)起催化作用，速率逐漸增大；BC段，反應(yīng)物濃度減小，速率逐漸減小。（三）物質(zhì)的量（或濃度）—時間圖像某溫度時，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化。由圖像可知，X、Y的物質(zhì)的量隨時間逐漸減小，是反應(yīng)物；Z的物質(zhì)的量隨時間逐漸增大，是生成物。t?時刻后，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，且該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。0～t?時間段內(nèi)，Δn(X)=(n?-n?)mol，Δn(Y)=(n?-n?)mol，Δn(Z)=n?mol，三者的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n?-n?)∶(n?-n?)∶n?。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可計(jì)算某物質(zhì)的平均速率和轉(zhuǎn)化率，如v(X)=(n?-n?)/(V·t?)mol·L?1·s?1，Y的轉(zhuǎn)化率=(n?-n?)/n?×100%。（四）含量—時間—溫度（壓強(qiáng)）圖像這類圖像中，曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡，反應(yīng)速率快，即"先拐先平，數(shù)值大"。例如，對于反應(yīng)A(g)+3B(g)?2C(g)ΔH<0，在不同溫度下的C%—t圖像中，溫度較高的曲線先達(dá)到拐點(diǎn)，且平衡時C%較低，說明升高溫度平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在不同壓強(qiáng)下的圖像中，壓強(qiáng)大的曲線先達(dá)到拐點(diǎn)，平衡時C%較高，表明增大壓強(qiáng)平衡正向移動，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。若曲線的拐點(diǎn)出現(xiàn)時間相同，但平衡時物質(zhì)的含量不同，則可能是因?yàn)槭褂昧舜呋瘎?，催化劑只能加快反?yīng)速率，不影響平衡狀態(tài)。（五）"A的轉(zhuǎn)化率—溫度—壓強(qiáng)"圖像以mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)ΔH=QkJ·mol?1為例，采用"定一議二"原則分析。在相同溫度下，比較不同壓強(qiáng)時A的轉(zhuǎn)化率，若壓強(qiáng)增大，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)（m+n>p+q）；反之，若壓強(qiáng)增大，A的轉(zhuǎn)化率減小，則m+n<p+q。在相同壓強(qiáng)下，比較不同溫度時A的轉(zhuǎn)化率，若溫度升高，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（Q>0）；若溫度升高，A的轉(zhuǎn)化率減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)（Q<0）。二、電解質(zhì)溶液圖像分析（一）弱電解質(zhì)的電離平衡圖像對于一元弱酸HA的電離平衡HA?H?+A?，電離常數(shù)Ka=c(H?)·c(A?)/c(HA)。在一定溫度下，Ka為常數(shù)。電離度α=已電離的弱電解質(zhì)濃度/初始濃度×100%，當(dāng)α很小時，Ka≈c酸·α2，可通過圖像中c(H?)與c(HA)的關(guān)系計(jì)算Ka和α。例如，某溫度下，HA溶液的pH隨濃度變化的圖像中，當(dāng)c(HA)=0.1mol/L時，pH=3，c(H?)=10?3mol/L，α=10?3/0.1×100%=1%，Ka≈0.1×(0.01)2=10??。（二）中和滴定圖像以0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/LH?A溶液（二元酸）為例，滴定曲線中pH隨V(NaOH)的變化呈現(xiàn)特定趨勢。起點(diǎn)時，溶液pH=1.0，c(H?)=0.1000mol/L，說明H?A第一步完全電離。當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液至20mL時，發(fā)生反應(yīng)HA?+OH?=A2?+H?O，此時溶液中HA?和A2?的分布系數(shù)δ相等，pH=2.0，c(H?)=1.0×10?2mol/L，HA?的電離常數(shù)Ka=c(H?)·c(A2?)/c(HA?)=1.0×10?2。滴定終點(diǎn)時消耗NaOH溶液40mL，此時溶液呈堿性，根據(jù)電荷守恒c(Na?)+c(H?)=2c(A2?)+c(HA?)+c(OH?)，由于c(OH?)>c(H?)，所以c(Na?)>2c(A2?)+c(HA?)。（三）沉淀溶解平衡圖像對于M(OH)?的沉淀溶解平衡M(OH)?(s)?M??(aq)+nOH?(aq)，溶度積Ksp=c(M??)·c?(OH?)。在一定溫度下，Ksp為常數(shù)。在lgc(M??)-pH圖像中，直線的斜率為-n，截距與Ksp有關(guān)。例如，對于Fe(OH)?，Ksp=c(Fe3?)·c3(OH?)，兩邊取對數(shù)得lgc(Fe3?)=lgKsp-3lgc(OH?)=lgKsp-3(14-pH)=lgKsp-42+3pH，所以圖像中直線的斜率為3，當(dāng)pH=10時，lgc(Fe3?)=lgKsp-42+30=lgKsp-12，可據(jù)此計(jì)算Ksp。三、離子反應(yīng)圖像分析（一）反應(yīng)先后順序判斷向含有多種還原劑（或氧化劑）的溶液中加入同一種氧化劑（或還原劑）時，遵循"強(qiáng)者先行"原則。例如，向含有Fe2?、Cu2?、Ag?的混合溶液中逐滴加入鐵粉，Ag?先與Fe反應(yīng)，當(dāng)Ag?完全反應(yīng)后，Cu2?再與Fe反應(yīng)，最后Fe2?（若原溶液中有）與Fe不反應(yīng)。圖像中，c(Ag?)會先快速減小至0，然后c(Cu2?)開始減小，而c(Fe2?)則在整個過程中持續(xù)增大，且在不同階段增大的幅度不同。（二）離子共存及計(jì)算圖像某無色溶液中可能存在Mg2?、K?、Cl?、CO?2?等離子，加鹽酸有氣體放出，說明溶液中含有CO?2?；加氫氧化鈉有沉淀生成，說明溶液中含有Mg2?。由于溶液無色，排除Cu2?的存在。在離子濃度隨加入試劑體積變化的圖像中，加入鹽酸時，H?先與CO?2?反應(yīng)生成HCO??，此時無氣體放出，當(dāng)CO?2?完全轉(zhuǎn)化為HCO??后，H?再與HCO??反應(yīng)生成CO?氣體，圖像中會出現(xiàn)一段平臺期后氣體體積才開始增大。加入氫氧化鈉時，OH?與Mg2?反應(yīng)生成Mg(OH)?沉淀，沉淀質(zhì)量隨NaOH溶液體積的增大先線性增大，達(dá)到最大值后保持不變。四、綜合應(yīng)用題（一）化學(xué)平衡圖像綜合分析將1molN?和3molH?充入固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)N?(g)＋3H?(g)?2NH?(g)ΔH<0。反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量n隨時間t變化，X為NH?，Y為N?。t?min時刻，NH?的物質(zhì)的量仍在增大，N?的物質(zhì)的量仍在減小，說明反應(yīng)未達(dá)到平衡，此時v正>v逆。a點(diǎn)時反應(yīng)物濃度大于b點(diǎn)，所以a點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)大。0～t?min內(nèi)，Y（N?）的轉(zhuǎn)化量為0.5mol，轉(zhuǎn)化率為0.5mol/1mol×100%=50%，NH?的生成速率v(NH?)=Δn/(V·Δt)=1mol/(3L·t?min)=1/(3t?)mol·L?1·min?1。（二）溶液中多重平衡圖像在0.1mol/L的H?A溶液中，存在H?A?H?+HA?、HA??H?+A2?的電離平衡。分布系數(shù)δ隨pH的變化圖像中，δ(H?A)隨pH增大而減小，δ(HA?)先增大后減小，δ(A2?)隨pH增大而增大。當(dāng)pH=pKa?時，δ(H?A)=δ(HA?)；當(dāng)pH=pKa?時，δ(HA?)=δ(A2?)。例如，H?A的pKa?=2.0，pKa?=5.0，在pH=3.5時，溶液中主要存在HA?，且δ(HA?)達(dá)到最大值。通過圖像中各粒子分布系數(shù)的變化，可以判斷溶液中離子濃度的大小關(guān)系，如在pH=4時，c(HA?)>c(A2?)>c(H?A)。（三）沉淀溶解平衡圖像綜合應(yīng)用對于AgCl和AgI的沉淀溶解平衡，Ksp(AgCl)=1.8×10?1?，Ksp(AgI)=8.3×10?1?。在c(Ag?)-c(Cl?)或c(I?)的圖像中，AgCl的溶解平衡曲線位于AgI的上方。當(dāng)向含有Cl?和I?的混合溶液中逐滴加入AgNO?溶液時，由于Ksp(AgI)更小，I?先沉淀，圖像中c(I?)先減小至0，然后c(Cl?)開始減小。當(dāng)AgCl開始沉淀時，溶液中c(I?)=Ksp(AgI)/c(Ag?)=Ksp(AgI)·c(Cl?)/Ksp(AgCl)，可據(jù)此計(jì)算此時溶液中I?和Cl