《高中化学同步讲练：2.3.3化学平衡图像、等效平衡2(鲁科版选修4)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学同步讲练：2.3.3化学平衡图像、等效平衡2(鲁科版选修4)（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 课时化学平衡图像、等效平衡 学习目标定位 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。 1对于已达平衡的反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0 (1)增大N2，平衡向正反应方向移动，N2的转化率减小， H2的转化率增大。 (2)增大压强，体积缩小，平衡向正反应方向移动，N2、H2的转化率增大， N2、 H2的百分含量减小， NH3的百分含量增大。 (3)升高温度，平衡向逆反应方向移动，N2、H2的转化率减小， N2、H2的百分含 量增大， NH3的百分含量减小。 2 密闭容器中的反应：N2(
2、g)3H2(g)2NH3(g)。 在温度为 500 K、 压强为 30 MPa 情况下， n(NH3)、n(H2)和 n(N2)随时间变化的关系如右图所示： 读图回答问题： (1)图像中属于氢气物质的量随时间变化的曲线是_(填“”、“”或 “” )。 (2)关于 t2时刻的说法正确的是 _。 At2时该反应达到平衡状态 Bt2时和代表的物质反应速率相同 Ct2时氢气、氮气与氨气的反应速率之比为312 Dt2时氨气与氢气的物质的量相同 (3)其他条件不变，只改变温度，在改变的这个温度下反应达到平衡，此时n(H2) 比图像中平衡时的值稍大，那么该温度最可能是_。 A673 K B273 K C37
3、3 K D1 073 K 答案(1)(2)CD(3)A 探究点一化学平衡图像 1在 2 L 刚性密闭容器中，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各物质的物质的量的 变化。 (2)该反应的化学方程式是3A(g)B(g)2C(g)。 (3)在反应进行到 2 min 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 min)时的正反应速率是 0.15_mol L 1 min1。 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
4、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 的含量 (C%) 的关系图像如图所示。根据图像回答下列问题： (1)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，abT1，温度升高， C%(C 的含量 )的变化是 减小，化学平衡逆向移动，正反应是放热反应。 (2)图 2 中，压强 p1、p2的大小关系是 p1p2，压强增大， C%(C 的含量 )的变化是 减小，
5、化学平衡逆向移动，abc。 归纳总结 化学平衡图像题的分析解答方法 (1)无论是反应速率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学 原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。 (2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v 正、v逆的相对大小；三看 化学平衡移动的方向。 (3)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线 的终点。 (4)先拐先平： 可逆反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在转化率时间曲线中， 先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。 (5)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。
6、 活学活用 1在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H0，下列分析中不正确的是() A图研究的是 t0时升高温度对反应速率的影响 B图研究的是 t0时增大压强 (缩小容积 )或使用催化剂对反应速率的影响 C图研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂 D图研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 答案C 解析本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认识，难度一般。由于这 是一个体积不变的放热反应，所以t0时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速 率大于正反应速率， A 正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大 压强，可同等程度地加
7、快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平 衡，但反应速率加快， B 正确；如果图 中考虑的是使用催化剂的话，则由图可 知乙条件下先达到平衡，所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的 CO 转化率应相等， C 错误；如果图 研究的是温度对平衡的影响，同样应该是乙 条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO 的转化率下降， D 正确。 2下列各图中，表示2A(g)B(g)2C(g)(正反应放热 )这个可逆反应的正确图 像为() 答案A 解析随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动， 所以生成物 C 的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的
8、转化率减小。增大 体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大； 而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，但不能使平衡移 动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变。 探究点二等效平衡 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， 只有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 。 CO(g)H2O(g
9、)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 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(按计 量系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，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。 2在恒温恒容条件下，按下列四种情况
10、分别建立平衡，其中为等效平衡的是 。 N2(g)3H2(g)2NH3(g) 1 mol 3 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 1 mol 3 mol 2 mol 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(按计 量系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。 3若在恒温恒压条件下，按题2 中四种情况分别
11、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 (按计量系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，压 强不变，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。 归纳总结 解答等效平衡问题时， 先看条件 (恒温恒容或恒温恒压 )，再看方程式反应前后气体 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。 (
12、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，只要求极值等比。 活学活用 3在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A 和 1 mol B 发生反应： 2A(g) B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时， C 的浓度为 n molL 1。 (1)若维持容器体积和温度不变，以下列各种配比为起始物质，达到平衡后，C 的 浓度仍为 n mol L 1 的是_。 A4 mol A2 mol B B2 mol A1 mol B3 mol C1 mol D C3 mol A1 mol B D3 mol C1 mol D E1 mol A0.5 mol
13、B1.5 mol C0.5 mol D (2)C 的浓度大于 n molL 1 的是_。 (3)将可逆反应中 A(g)改为 A(s)，则 C 的浓度仍为 n molL 1 的是_。 (4)若将题中“维持容器体积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”，则 C 的浓度仍为 n molL 1 的是 _。 答案(1)DE(2)ABC(3)CDE(4)ABDE 解析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，则为比例相同即可建立 相同的平衡状态。 (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
14、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，任何气体可逆反应，成比例，等效平衡。 1 由某可逆反应绘出图像如图所示，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量， 下列对该反应的判断不正确的是() A反应物中可能含有气体B生成物中一定有气体 C正反应一定是放热反应D正反应一定是吸热反应 答案C 解析随着温度的升高，生成物的含量增加，即温度升高，平衡右移，所以该反 应一定为吸热反应；由图示可知，压强越大，生成物的含量越小，说明化学方程 式中，气体生成物的系数之和大于气体反应物的系数之和。 2下列各图是温度 (或压强
15、 )对 2A(s)2B(g)2C(g)D(g) H v正，错误； B 项，升温， v正、v逆 都增大，而图像所示v正、v逆都减小，错误； C 项，加压， v正、v逆都增大，且 v 正v正，而图像所示 v正、v逆都减 小，v正v逆，错误。 3在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)3B(g)2C(g) HT2，且温度越高， B%越大，则该反应正向为放热 反应，则升温后平衡逆向移动，A 转化率减小， B 错误；假设 C 正确，则达到平 衡时 C 为 0.4 mol L 1，同时 A 为 0.3 mol L 1，B 为 0.1 mol L 1，各种物质的平 衡浓度与图像 ()完全相同，则假设正确
16、； 平衡后，保持压强不变， 通入稀有气体， 平衡向气体体积增大的方向移动，D 错误。 4在密闭容器中进行下列反应：M(g)N(g)R(g)2L，此 反应符合右边图像。下列叙述正确的是() A正反应吸热， L 是气体 B正反应吸热， L 是固体 C正反应放热， L 是气体 D正反应放热， L 是液体 答案C 解析由“先拐先平 ”可推知， T1T2，p1pq B正反应是吸热反应； mnpq C正反应是放热反应； mnpq 答案D 解析图像中有三个量，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强， 讨论 T 与 A 的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A 的转化率越高，说明正 反应是吸热反应；定温度，讨论压强与A 的转化率的关系：同一温度下，压强越 大，A 的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即mnpq。 6 在体积恒定的密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g)H0， 在温度为
