化學(xué)平衡圖像及等效平衡

第5課時化學(xué)平衡圖像等效平衡第二章第三節(jié)化學(xué)平衡1.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡典型圖像，學(xué)會化學(xué)平衡圖像題的分析解答方法。2.知道等效平衡的含義，學(xué)會等效平衡的分析判斷方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)定位內(nèi)容索引一化學(xué)平衡圖像二等效平衡當(dāng)堂檢測一化學(xué)平衡圖像(1)橫坐標(biāo)表示反應(yīng)過程中

，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)過程中

。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。(3)在反應(yīng)達(dá)2min時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系是

。(4)若用A物質(zhì)的量濃度的變化，表示反應(yīng)達(dá)平衡(2min)時的正反應(yīng)速率是

。1.在2L密閉容器中，某一反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)A(g)、B(g)、C(g)的物質(zhì)的量變化如圖所示。根據(jù)圖像回答下列問題：導(dǎo)學(xué)探究答案0.15mol·L－1·min－1時間變化物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化3A(g)＋B(g)2C(g)相等2.在化學(xué)平衡圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的意義共三個量。確定橫坐標(biāo)所表示的量后，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系；或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)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(yīng)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(guān)系圖像如圖所示。根據(jù)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(xué)平衡

移動，a＋b

c。(2)在壓強一定時(如p3)，溫度升高，C%

，化學(xué)平衡

移動，正反應(yīng)是_____反應(yīng)。答案吸熱減小逆向<增大正向答案3.在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)則先達(dá)到平衡，先出現(xiàn)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]。根據(jù)圖像回答下列問題：(1)圖1中，溫度T1、T2的大小關(guān)系是

，溫度升高，C%(C的含量)

，化學(xué)平衡

移動，正反應(yīng)是

反應(yīng)。(2)圖2中，壓強p1、p2的大小關(guān)系是

，壓強增大，C%(C的含量)

，化學(xué)平衡

移動，a＋b

c。<T2>T1減小逆向放熱p1>p2減小逆向化學(xué)平衡圖像題的分析解答方法(1)無論是反應(yīng)速率圖像還是平衡圖像，都要清楚縱、橫坐標(biāo)的含義，都要與化學(xué)原理相聯(lián)系，特別是與平衡移動原理相聯(lián)系。(2)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛正、v逆的相對大?。蝗椿瘜W(xué)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(zhuǎn)折點；看曲線的終點。(4)先拐先平：可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在轉(zhuǎn)化率—時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的曲線先達(dá)到平衡，這表示反應(yīng)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(guān)系。歸納總結(jié)1.下列各圖中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)

ΔH<0這個可逆反應(yīng)的正確圖像為(

)活學(xué)活用12解析答案解析隨著溫度的升高，化學(xué)平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，所以生成物C的體積分?jǐn)?shù)減小，反應(yīng)物的含量增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小；增大體系的壓強，由于反應(yīng)的兩邊都是氣態(tài)物質(zhì)，所以正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都增大；而加入催化劑，只能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時間，不能使平衡移動，所以達(dá)到平衡后，各組分的濃度及體積分?jǐn)?shù)不變。答案A1212返回解析答案2.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示。(1)該反應(yīng)進(jìn)行到M點放出的熱量

(填“>”或“<”)進(jìn)行到W點放出的熱量。(2)T2下，在0～t1時間內(nèi)，v(Y)＝

mol·L－1·min－1。(3)M點的正反應(yīng)速率

(填“>”或“<”)N點的逆反應(yīng)速率。(4)M點時再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率

(填“增大”或“減小”)。12返回解析根據(jù)圖像可知W點消耗的X的物質(zhì)的量比M點消耗的X的物質(zhì)的量大，因此反應(yīng)進(jìn)行到W點放熱多些；0～t1時間內(nèi)X的濃度減小了(a－b)mol·L－1，則Y濃度增加0.5(a－b)mol·L－1，因此v(Y)＝0.5(a－b)/t1mol·L－1·min－1；根據(jù)先拐先平知T1>T2，M點的反應(yīng)速率大于W點的反應(yīng)速率，N點沒有達(dá)到平衡，此時反應(yīng)正向進(jìn)行程度大，即N點的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，因此M點的正反應(yīng)速率大于N點的逆反應(yīng)速率；M點時，再加入一定量的X，則相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，X的轉(zhuǎn)化率增大。答案(1)<(3)>(4)增大二等效平衡導(dǎo)學(xué)探究化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)開始或逆反應(yīng)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(yīng)，起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時，同種物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)相同，這樣的平衡稱為等效平衡。二等效平衡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)2NH3①1mol3mol0mol②0mol

0mol

2mol③0.5mol

1.5mol

1mol④1mol

3mol

2mol解析恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后同種物質(zhì)的量相同。因為這種情況下壓強對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡會移動，必須極值等量平衡才等效。解析答案①②③解析答案2.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

。解析恒溫恒壓條件下，若轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)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(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)系。因為這種情況下壓強不變，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，對可逆反應(yīng)的平衡都沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)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等效。①②③④3.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)①2mol2mol

0mol

0mol②0mol0mol4mol4mol③4mol4mol

2mol

2mol④1mol2mol

1mol2mol解析恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)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(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)系。因為這種情況下壓強對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡不移動，只要極值等比則平衡等效。解析答案①②③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(yīng)前后氣體分子數(shù)(相同或不同)，按“一邊倒”轉(zhuǎn)換比較。(1)恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，要求極值等比。(2)恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，要求極值等量。(3)恒溫恒壓條件下，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，都只要求極值等比。歸納總結(jié)3.在一個固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，達(dá)到平衡時，C的濃度為nmol·L－1。(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(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為nmol·L－1的是

(填字母，下同)。A.4molA＋2molB B.2molA＋1molB＋3molC＋1molDC.3molA＋1molB D.3molC＋1molDE.1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5molD(2)C的濃度大于nmol·L－1的是

。(3)將可逆反應(yīng)中A(g)改為A(s)，則C的濃度仍為nmol·L－1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nmol·L－1的是

。活學(xué)活用解析答案解析該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，恒溫恒容下把加入的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成起始狀態(tài)形式，與起始狀態(tài)時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別相同，即建立相同的平衡狀態(tài)；恒溫恒壓下，比例相同即可建立相同的平衡狀態(tài)。答案(1)DE(2)ABC(3)CDE(4)ABDE返回學(xué)習(xí)小結(jié)1.化學(xué)平衡圖像題的分析思路：看圖像，想規(guī)律，作判斷。解題技巧：先拐先平，定一議二。2.恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，量相同，等效平衡；恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相同，成比例，等效平衡；恒溫恒壓，任何氣體的可逆反應(yīng)，成比例，等效平衡。當(dāng)堂檢測1243解析答案1.在容積可變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

ΔH<0，下列分析中不正確的是(

)A.圖Ⅰ研究的是t0時升高溫度對反應(yīng)速率的影響B(tài).圖Ⅱ研究的是t0時增大壓強(縮小容積)或使用催化劑對反應(yīng)速率的影響C.圖Ⅲ研究的是催化劑對化學(xué)平衡的影響，且甲使用了催化劑D.圖Ⅲ研究的是溫度對化學(xué)平衡的影響，且乙的溫度較高解析

C項，使用催化劑對平衡移動無影響，但能使化學(xué)反應(yīng)速率加快。C51243解析答案52.已知可逆反應(yīng)：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－1025kJ·mol－1。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是(

)12435解析升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡時一氧化氮的含量小，且達(dá)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(yīng)方向移動，平衡時一氧化氮的含量小，且達(dá)到平衡時需要的時間短，故B正確；有無催化劑只影響到達(dá)平衡狀態(tài)的時間，不影響平衡移動，故C正確。答案D124353.在相同溫度和壓強下，對反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗起始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表：

物質(zhì)物質(zhì)的量實驗CO2H2COH2O(g)甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol上述四種情況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小順序是(

)A.乙＝?。颈郊?B.乙＞丁＞甲＞丙C.?。疽遥颈郊?D.?。颈疽遥炯捉馕龈鶕?jù)所給數(shù)據(jù)，甲、丙為等效平衡，則其中n(CO)相等。乙相當(dāng)于甲平衡后，再加入amolCO2，平衡右移，n(CO)增大，丁把CO、H2O折合成反應(yīng)物相當(dāng)于2amolCO2、amolH2，和乙等效，所以乙＝?。颈郊?。12435解析答案A解析答案124354.一定條件下存在反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃條件下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時，下列說法正確的是(

)A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同C.容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的少D.容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于112435解析因為容器絕熱，所給反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，容器Ⅰ的溫度升高，容器Ⅱ的溫度降低，故反應(yīng)速率Ⅰ中比Ⅱ中快，A項錯誤；由于容器Ⅲ中加入的反應(yīng)物多，放出的熱量也多，容器內(nèi)溫度比Ⅰ高，故二者的平衡常數(shù)不同，B項錯誤；因容器Ⅰ的溫度高，故相當(dāng)于平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，C項錯誤；如果容器Ⅰ和容器Ⅱ在溫度相同的情況下達(dá)到平衡，CO、CO2轉(zhuǎn)化率之和等于1，但容器Ⅰ的溫度升高，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，容器Ⅱ溫度降低，CO2的轉(zhuǎn)化率也降低，D項正確。答案D124355.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對化學(xué)平衡的影響，得到如下變化規(guī)律(下圖中，p表示壓強，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，t表示反應(yīng)時間)：12435解析答案根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“＞”、“＝”或“＜”)：(1)反應(yīng)Ⅰ：p2

p1，ΔH

0。(2)反應(yīng)Ⅱ：T1

T2，