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文檔簡介

1、第5課時化學平衡圖像等效平衡學習目標定位1.認識化學反應速率、化學平衡典型圖像,學會化學平衡圖像題的分析解答方法。2.知道等效平衡的含義,學會等效平衡的分析判斷方法。一化學平衡圖像1在2 L密閉容器中,某一反應有關物質A(g)、B(g)、C(g)的物質的量變化如圖所示。根據圖像回答下列問題:(1)橫坐標表示反應過程中_,縱坐標表示反應過程中_。(2)該反應的化學方程式是_。(3)在反應達2 min時,正反應速率與逆反應速率之間的關系是_。(4)若用A物質的量濃度的變化,表示反應達平衡(2 min)時的正反應速率是_。2在化學平衡圖像中,包括縱坐標、橫坐標和曲線所表示的意義共三個量。確定橫坐標所

2、表示的量后,討論縱坐標與曲線的關系;或者確定縱坐標所表示的量,討論橫坐標與曲線的關系,即“定一議二”原則。解題過程中,可以作輔助線幫助分析。例如反應aA(g)bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1<T2),壓強(p)與混合氣體中C的含量(C%)的關系圖像如圖所示。根據圖像回答下列問題:(1)T1為一條等溫線,隨著壓強的增大,C%_,化學平衡_移動,ab_c。(2)在壓強一定時(如p3),溫度升高,C%_,化學平衡_移動,正反應是_反應。3在化學平衡圖像中,先出現拐點的反應則先達到平衡,先出現拐點的曲線表示的溫度較高(如圖1)或表示的壓強較大(如圖2)以aA(g)bB(g)cC(g)為例。

3、根據圖像回答下列問題:(1)圖1中,溫度T1、T2的大小關系是_,溫度升高,C%(C的含量)_,化學平衡_移動,正反應是_反應。(2)圖2中,壓強p1、p2的大小關系是_,壓強增大,C%(C的含量)_,化學平衡_移動,ab_c。歸納總結化學平衡圖像題的分析解答方法(1)無論是反應速率圖像還是平衡圖像,都要清楚縱、橫坐標的含義,都要與化學原理相聯系,特別是與平衡移動原理相聯系。(2)三步分析法:一看反應速率是增大還是減小;二看v正、v逆的相對大小;三看化學平衡移動的方向。(3)四要素分析法:看曲線的起點;看曲線的變化趨勢;看曲線的轉折點;看曲線的終點。(4)先拐先平:可逆反應mA(g)nB(g)

4、pC(g)qD(g),在轉化率時間曲線中,先出現拐點的曲線先達到平衡,這表示反應的溫度高或壓強大。(5)定一議二:圖像中有三個量時,先確定一個量不變,再討論另外兩個量的關系。1下列各圖中,表示2A(g)B(g)2C(g)H<0這個可逆反應的正確圖像為()2在恒容密閉容器中通入X并發生反應:2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示。(1)該反應進行到M點放出的熱量_(填“>”或“<”)進行到W點放出的熱量。(2)T2下,在0t1時間內,v(Y)_mol·L1·min1。(3)M點的正反應速率_(填“>”或“

5、<”)N點的逆反應速率。(4)M點時再加入一定量X,平衡后X的轉化率_(填“增大”或“減小”)。二等效平衡化學平衡的建立與反應途徑無關,從正反應開始或逆反應開始都可以建立平衡。在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,對同一可逆反應,起始時加入物質的物質的量不同,而達到化學平衡時,同種物質的百分含量(質量分數、體積分數、物質的量分數等)相同,這樣的平衡稱為等效平衡。1在恒溫恒容條件下,按下列四種情況分別建立平衡,其中為等效平衡的是_。N2(g)3H2(g)2NH3 1 mol 3 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 1 mol 3

6、 mol 2 mol2若在恒溫恒壓條件下,按題1中四種情況分別建立平衡,其中為等效平衡的是_。3在恒溫恒容條件下,按下列四種情況分別建立平衡,其中為等效平衡的是_。 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol歸納總結等效平衡解題方法解答等效平衡問題時,先看條件(恒溫恒容或恒溫恒壓),再看方程式反應前后氣體分子數(相同或不同),按“一邊倒”轉換比較。(1)恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反

7、應,要求極值等比。(2)恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數不同的可逆反應,要求極值等量。(3)恒溫恒壓條件下,不管反應前后氣體分子數是否改變,都只要求極值等比。3在一個固定容積的密閉容器中,加入2 mol A和1 mol B發生反應:2A(g)B(g)3C(g)D(g),達到平衡時,C的濃度為n mol·L1。(1)若維持容器容積和溫度不變,按下列各種配比為起始物質,達到平衡后,C的濃度仍為n mol·L1的是_(填字母,下同)。A4 mol A2 mol BB2 mol A1 mol B3 mol C1 mol DC3 mol A1 mol BD3 mol C1 mo

8、l DE1 mol A0.5 mol B1.5 mol C0.5 mol D(2)C的濃度大于n mol·L1的是_。(3)將可逆反應中A(g)改為A(s),則C的濃度仍為n mol·L1的是_。(4)若將題中“維持容器容積和溫度不變”改為“維持容器壓強和溫度不變”,則C的濃度仍為n mol·L1的是_。1化學平衡圖像題的分析思路:看圖像,想規律,作判斷。解題技巧:先拐先平,定一議二。2恒溫恒容,反應前后氣體分子數不同,量相同,等效平衡;恒溫恒容,反應前后氣體分子數相同,成比例,等效平衡;恒溫恒壓,任何氣體的可逆反應,成比例,等效平衡。1在容積可變的密閉容器中存在

9、如下反應:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H<0,下列分析中不正確的是()A圖研究的是t0時升高溫度對反應速率的影響B圖研究的是t0時增大壓強(縮小容積)或使用催化劑對反應速率的影響C圖研究的是催化劑對化學平衡的影響,且甲使用了催化劑D圖研究的是溫度對化學平衡的影響,且乙的溫度較高2已知可逆反應:4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJ·mol1。若反應物起始物質的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是()3在相同溫度和壓強下,對反應CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗,實驗起始時放入容器內各組分的物

10、質的量見下表: 物質物質的量實驗CO2H2COH2O(g)甲a mola mol0 mol0 mol乙2a mola mol0 mol0 mol丙0 mol0 mola mola mol丁a mol0 mola mola mol上述四種情況達到平衡后,n(CO)的大小順序是()A乙丁丙甲B乙丁甲丙C丁乙丙甲D丁丙乙甲4一定條件下存在反應:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),其正反應放熱。現有三個相同的2 L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器、,在中充入1 mol CO和1 mol H2O,在中充入1 mol CO2和1 mol H2,在中充入2 mol CO和2 mol H2O,

11、700 條件下開始反應。達到平衡時,下列說法正確的是()A容器、中正反應速率相同B容器、中反應的平衡常數相同C容器中CO的物質的量比容器中的少D容器中CO的轉化率與容器中CO2的轉化率之和小于15某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對化學平衡的影響,得到如下變化規律(下圖中,p表示壓強,T表示溫度,n表示物質的量,t表示反應時間):根據以上規律判斷(填“”、“”或“”):(1)反應:p2_p1,H_0。(2)反應:T1_T2,H_0。(3)反應:若T2_T1,H_0。(4)反應:若T2_T1,H_0。提醒:完成作業第二章訓練7答案精析一化學平衡圖像1(1)時間變化物質的物質的量的變

12、化(2)3A(g)B(g)2C(g)(3)相等(4)0.15 mol·L1·min12(1)減小逆向<(2)增大正向吸熱3(1)T2>T1減小逆向放熱(2)p1>p2減小逆向<活學活用1A隨著溫度的升高,化學平衡應向吸熱反應方向移動,即向逆反應方向移動,所以生成物C的體積分數減小,反應物的含量增大,反應物的轉化率減小;增大體系的壓強,由于反應的兩邊都是氣態物質,所以正反應和逆反應的速率都增大;而加入催化劑,只能加快反應速率,縮短達到平衡的時間,不能使平衡移動,所以達到平衡后,各組分的濃度及體積分數不變。2(1)<(2)(3)>(4)增大解

13、析根據圖像可知W點消耗的X的物質的量比M點消耗的X的物質的量大,因此反應進行到W點放熱多些;0t1時間內X的濃度減小了(ab) mol·L1,則Y濃度增加0.5(ab) mol·L1,因此v(Y)0.5(ab)/t1 mol·L1·min1;根據先拐先平知T1>T2,M點的反應速率大于W點的反應速率,N點沒有達到平衡,此時反應正向進行程度大,即N點的正反應速率大于逆反應速率,因此M點的正反應速率大于N點的逆反應速率;M點時,再加入一定量的X,則相當于增大壓強,平衡正向移動,X的轉化率增大。二等效平衡1解析恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數不同的

14、可逆反應,轉換后(按化學計量數換算成方程式同一邊的物質),反應物或生成物的物質的量與原平衡相同,則兩平衡等效,且平衡后同種物質的量相同。因為這種情況下壓強對于反應前后氣體分子數不同的可逆反應有影響,而成比例的增加反應物,相當于加壓,所以平衡會移動,必須極值等量平衡才等效。2解析恒溫恒壓條件下,若轉換后(按化學計量數換算成方程式同一邊的物質),反應物或生成物的物質的量的比例與原平衡相同,則兩平衡等效,且平衡后兩種物質的物質的量成倍數關系。因為這種情況下壓強不變,不管反應前后氣體分子數是否改變,對可逆反應的平衡都沒有影響,而成比例的增加反應物后體積膨脹,壓強不變,所以平衡不移動,只要極值等比則平衡

15、等效。3解析恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應,轉換后(按化學計量數換算成方程式同一邊的物質),反應物或生成物的物質的量的比例與原平衡相同,則兩平衡等效,且平衡后同種物質的物質的量成倍數關系。因為這種情況下壓強對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應沒有影響,而成比例的增加反應物,相當于加壓,所以平衡不移動,只要極值等比則平衡等效。活學活用3(1)DE(2)ABC(3)CDE(4)ABDE解析該反應前后氣體分子數不同,恒溫恒容下把加入的物質轉化成起始狀態形式,與起始狀態時各物質的物質的量分別相同,即建立相同的平衡狀態;恒溫恒壓下,比例相同即可建立相同的平衡狀態。當堂檢測1CC項,

16、使用催化劑對平衡移動無影響,但能使化學反應速率加快。2D升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡時一氧化氮的含量小,且達到平衡時需要的時間短,故A正確,D錯誤;增大壓強,平衡向逆反應方向移動,平衡時一氧化氮的含量小,且達到平衡時需要的時間短,故B正確;有無催化劑只影響到達平衡狀態的時間,不影響平衡移動,故C正確。3A根據所給數據,甲、丙為等效平衡,則其中n(CO)相等。乙相當于甲平衡后,再加入a mol CO2,平衡右移,n(CO)增大,丁把CO、H2O折合成反應物相當于2a mol CO2、a mol H2,和乙等效,所以乙丁丙甲。 4D因為容器絕熱,所給反應的正反應為放熱反應,容器的溫度升高,容器的溫度降低,故反應速率中比中快,A項錯誤;由于容器中加入的反應物多,放出的熱量也多,容器內溫度比高,故二者的平衡常數不同,B項錯誤;因容器的溫度高,故相當于平衡逆向移動,CO的轉化率降低,C項錯誤;如果容器和容器在溫度相同的情況下達到平衡,CO、CO2轉化率之和等于1,但容器的溫度升高,平衡逆向移動,CO的轉化率降低,容器溫度降低,CO2的轉化率也降低,D項正確。5(1)(2)(3)(或)(4)(或)解析(1)對反應而言,增大壓強,平衡向右移動,A的轉化率(A)增大,所以p2p1;圖(a)表示隨溫度升高,(A)減小,平衡向左移動,則正反應是放熱反應,H0。(2)圖(b)表示在兩種不同溫

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