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1、第3课时化学平衡图像等效平衡学习目标定位课时要求1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图像题的分析解答方法。2.知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分析判断方法。一、化学平衡图像的基本类型1物质的量 (浓度)时间图像(n/ct图像)在2L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：(1)横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。(2)该反应的化学方程式是3A(g)B(g)2C(g)。(3)在反应达2min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。(4)若用A物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2
2、 min)时的正反应速率是0.15molL1min1。2速率时间图像(vt图像).v正突变，v逆渐变，且v正v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。.v正、v逆都是突然减小的，且v正v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。.v正、v逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。3含量(转化率)时间温度(压强)图像(1)在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高。根据图像回答下列问题：.表示T2T1，
3、正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。.表示p2p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动。说明正反应是气体总体积增大的反应。.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率ab，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。(2)在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系；或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”原则。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)bB(g)cC(g)在不同温度下(T1T2)，压强(p)与混合气体中C
4、的含量(C%)的关系图像如图所示。根据图像回答下列问题：T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，ab”或“”或“”)N点的逆反应速率。(4)M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率(填“增大”或“减小”)。答案(1)(4)增大解析根据图像可知W点消耗的X的物质的量比M点消耗的X的物质的量大，因此反应进行到W点时放热多些；0t1时间内X的浓度减小了(ab) molL1，则Y浓度增加0.5(ab) molL1，因此v(Y)molL1min1；根据先拐先平知T1T2，M点的反应速率大于W点的反应速率，N点没有达到平衡，此时反应正向进行程度大，即N点的正反应速率大于逆反应速率，因此
5、M点的正反应速率大于N点的逆反应速率；M点时，再加入一定量的X，则相当于增大压强，平衡正向移动，X的转化率增大。考点化学平衡图像题点“先拐先平”分析化学平衡图像例2反应mX(g)nY(g)pZ(g)H，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()A该反应的H0BmnpCB、C两点化学平衡常数：KBKCDA、C两点的反应速率v(A)v(C)答案C解析由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正向为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则mnp；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KBKC；A、C两点温度相同，C点压强大，则C
6、点的速率大于A点。考点化学平衡图像题点恒温(恒压)线图像二、等效平衡化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应开始或逆反应开始都可以建立平衡。在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量(质量分数、体积分数、物质的量分数等)相同，这样的平衡称为等效平衡。1在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是。N2(g)3H2(g)2NH31mol3mol0mol0mol0mol2mol0.5mol1.5mol1mol1mol3mol2mol解析恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，转换后(按化学计
7、量数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的量相同。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不同的可逆反应有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡会移动，必须极值等量平衡才等效。2若在恒温恒压条件下，按题1中四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是。解析恒温恒压条件下，若转换后(按化学计量数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后两种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强不变，不管反应前后气体分子数是否改变，对可逆反应的平衡都没有影响，而成比例的增加反应物后体积膨胀，
8、压强不变，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。3在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是。CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)2mol2mol0mol0mol0mol0mol4mol4mol4mol4mol2mol2mol1mol2mol1mol2mol解析恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，转换后(按化学计量数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡不
9、移动，只要极值等比则平衡等效。解答等效平衡问题时，先看条件(恒温恒容或恒温恒压)，再看反应前后气体分子数(相同或不同)，按“一边倒”转换比较。(1)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，要求极值等比。(2)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，要求极值等量。(3)恒温恒压条件下，不管反应前后气体分子数是否改变，都只要求极值等比。例3在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H2(g)Br2(g)2HBr(g)，已知加入1molH2和2molBr2达到平衡后，生成xmolHBr，在相同条件下若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为a、b、c(均不为0)
10、且保持平衡时，各组分含量都不变，以下推断正确的是()a、b、c应满足的关系是4ac2b平衡时HBr为xmola、b、c应满足的关系是abc平衡时HBr为xmolABCD答案A解析H2(g)Br2(g)2HBr(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应，恒容时只要起始投入量成比例，则形成等效平衡。分析H2(g)Br2(g)2HBr(g)平衡时n(HBr) (HBr)起始1mol2mol0xx/3起始abcx/3可知，(1)a、b、c应满足(a)(b)12，即4ac2b；(2)设平衡时HBr有ymol，计算有两种方法：一是比例法，1x(a)y，y(a)x；二是含量法，HBr的含量保持x/3不变，而气
11、体总物质的量为(abc)，所以y。考点等效平衡题点恒温恒容下极值等比的等效平衡例4在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时，C的浓度为nmolL1。(1)若维持容器容积和温度不变，按下列各种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为nmolL1的是(填字母，下同)。A4molA2molBB2molA1molB3molC1molDC3molA1molBD3molC1molDE1molA0.5molB1.5molC0.5molD(2)C的浓度大于nmolL1的是。(3)将可逆反应中A(g)改为A(s)，则C的浓度仍为nmolL1
12、的是。(4)若将题中“维持容器容积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”，则C的浓度仍为nmolL1的是。答案(1)DE(2)ABC(3)CDE(4)ABDE解析该反应前后气体分子数不同，恒温恒容下把加入的物质转化成起始状态形式，与起始状态时各物质的物质的量分别相同，即建立相同的平衡状态；恒温恒压下，比例相同即可建立相同的平衡状态。考点等效平衡题点等效平衡的综合1化学平衡图像题的分析思路：看图像，想规律，作判断。解题技巧：先拐先平，定一议二。2恒温恒容，反应前后气体分子数不同，量相同，等效平衡；恒温恒容，反应前后气体分子数相同，成比例，等效平衡；恒温恒压，任何气体的可逆反应，成比例，等效平衡。1如图所示是可逆反应A(g)2B(g)2C(g)3D(g)H0的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而变化的关系图，下列条件的改变与图中的变化情况相符的是()At1时，减小了A或B的物质的量浓度Bt2时，升高了温度Ct2时，增大了压强Dt1时，加入了催化剂答案B解析由图像可知，t1时刻，正反应速率不变，逆反应速率减小，只能是减小生成物的浓度；t2时刻，正、逆反应速率都增大，且平衡右移，结合反应的特征，只能是升高了温度。考点化学平衡图像题点化学平衡图像的综合2已知可逆反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H
