1、1第 5 课时 化学平衡图像学习目标理解化学平衡图像的意义,掌握化学平衡图像题的解法。学习过程一、解题思路(1)看懂图像面:图像形状,横、纵坐标的含义;线:走向,变化趋势;点:起点、终点、交点、拐点;是否需作辅助线(等温线、等压线)来定量分析图像中有关量的多少。(2)联想规律,作出判断 浓度、 压强、 温度、加 都可以使速率增大。 增加反应物浓度,减少生成物浓度,向 反应方向移动, 增大压强,向 反应方向移动,升高温度,向 反应方向移动。 二、典型的化学平衡图像【课内探究】1.物质的量(或浓度)时间图像【例 1】某温度下,A、B、C 三种物质的浓度随着时间变化的关系如图所示,则:(1)该反应的
2、化学方程式为 。 (2)A、B 的转化率分别为 。 2【跟踪练习 1】已知 NO2和 N2O4可以相互转化:2NO 2(g) N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量 NO2和 N2O4的混合气体通入一体积为 1L 的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题:(1)图中共有两条曲线 X 和 Y,其中曲线 表示 NO2浓度随时间的变化;a、 b、 c、 d 四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。 (2)前 10min 内用 NO2表示的化学反应速率 v(NO2)= molL -1min-1;反应进行至 25min 时,曲线发生变化的原因是 。 (3)若要达到与最
3、后相同的化学平衡状态,在 25min 时还可以采取的措施是 。 A.加入催化剂 B.缩小容器体积C.升高温度 D.加入一定量的 N2O42.速率时间图像【例 2】观察下列图像特点,并描述出改变平衡的条件分别是什么?下述图像的特点是:有一速率是 改变的,另一速率是 改变的。这是改变 引起化学平衡移动的特征。 【跟踪练习 2】下述图线的特点是:正、逆反应速率都是 改变的,且改变的 不同。 这是改变 和 引起化学平衡移动的特征。 若 或 ,都突然增大,若 或 ,都突然减小。 3.某物质的转化率(或百分含量)时间温度/压强图像3【例 3】对于反应: mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),A
4、的转化率和温度的关系、B 的转化率和压强的关系分别如图所示,则可判断出:T1 T2,正反应 热; P1 P2;m+n p+q 【跟踪练习 3】对于反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在不同温度( T1和 T2)及压强( P1和 P2)下,反应物 B 的百分含量(B%)与反应时间( t)的关系如图所示。(1)判断压强高低:P1 P2,m+n p+q; (2)判断温度高低:T1 T2,正反应 热。 4.某物质的转化率(或百分含量)温度(或压强)图【例 4】对于反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)A 的转化率和温度、压强的关系如图所示,则可判断出:正反应 热, m+
5、n p+q。 【跟踪练习 4】如可逆反应 aA(g)+bB(g) dD(g)+eE(g) H。在一定条件下达平衡状态时,A 的转化率与温度、压强的关系如图所示。则在下列空格处填写“大于” “小于”4或“等于” 。(1)(a+b) (c+d); (2) H 0。 随堂检测1.密闭容器中进行的可逆反应: aA(g)+bB(g) cC(g)在不同温度( T1和 T2)及压强( p1和 p2)下,混合气体中 B 的质量分数 w(B)与反应时间( t)的关系如图所示。下列判断正确的是( )A.T1c,正反应为吸热反应B.T1T2,p1p2,a+bT2,p1p2,a+bc,正反应为放热反应2.有一化学平衡
6、 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图表示的是 A 的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是( )A.正反应是放热反应; m+np+q B.正反应是吸热反应; m+np+q3.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是( )A.是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应 Hp24.某密闭容器中充入等物质的量的 A 和 B,一定温度下发生反应 A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示:下列说法中正确
7、的是( )A.3040min 间该反应使用了催化剂B.反应方程式中的 x=1,正反应为吸热反应C.30min 时降低温度,40min 时升高温度D.8min 前 A 的反应速率为 0.08molL-1min-15.将 I2溶于 KI 溶液中,能配制成浓度较大的碘水,主要是发生了反应:I 2(aq)+I-(aq)。该平衡体系中, 的物质的量浓度与温度( T)的关系如图所示 (曲线上的任何一点I-3 I-3都代表平衡状态)。下列说法正确的是( )A.反应速率: vMvPB.平衡常数: KNv(逆)参考答案自主学习一、(2)增大 增大 升高 催化剂 正 体积缩小 吸热【课内探究】 【例 1】(1)A
8、+2B 3C (2)A 的转化率=33.3%,B 的转化率=66.7%【跟踪练习 1】答案:(1)X b、 d (2)0.04 加入了 0.4molNO2(或加入了 NO2) (3)BD6解析:(1)曲线 X 在 010min 达到平衡时浓度变化了 0.4molL-1,而曲线 Y 在 010min达到平衡时变化了 0.2molL-1,所以可得 X 曲线为 NO2的浓度变化曲线;达到平衡时浓度不再随时间而发生变化,所以 b、 d 点均表示反应已达到平衡状态。(2)NO2在 010min 达到平衡时浓度变化了 0.4molL-1,所以用 NO2表示的反应速率为0.04molL-1min-1;而在
9、25min 时,NO 2的浓度由 0.6molL-1突变为 1.0molL-1,而 N2O4的浓度在 25min 时没有发生改变,所以可得此时改变的条件是向容器中加入了 0.4molNO2。(3)加入 NO2后平衡正向移动,所以若要达到与最后相同的化学平衡状态,还可通过增大压强(缩小容器体积),使平衡也同样正向移动;或者采取降低温度的方法,使平衡正向移动;也可以向容器中充入一定量 N2O4,因为这样相当于增大容器中气体的压强,使得 NO2的转化率提高,即达到与最后的平衡相同的平衡状态。【例 2】逐渐 跳跃式 浓度【跟踪练习 2】跳跃式 程度 压强 温度 增大压强 升高温度 减小压强 降低温度【例 3】大于 吸 小于 小于【跟踪练习 3】(1)小于 小于 (2)大于 吸【例 4】吸 大于【跟踪练习 4】(1)小于 (2)大于解析:看任一曲线,可知温度升高,A 的转化率变大,这说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即 H0。再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A 的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即( a+b)(c+d)。随堂检测1.B 2.D 3.C 4.D 5.D7
