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1、2022年高中化学 2.4 化学反应速率和化学平衡的图像学案 新人教版选修4 教学目标 1.化学平衡图像的特征分析2.化学平衡图像问题研究的重要思维方法一、怎样分析图像： “系、点、态、势”要看清，平衡跟着大者行。（1）系：看清纵坐标和横坐标所对应的物理量（2）点：看特殊点如原点、最高点、最低点、转折点（拐点）、交点、接点等.。有一系列问题值得去好好思考，如该不该通过原点？有没有最高（或最低）点？为何有转折点、交点等？分清“渐变”和“突变” ，看曲线连续还是跳跃，以搞清“接点”。（3）态：看物质的聚集状态，特别是研究与压强有关的问题时，要看清是否是气体。 （4）势：看变化趋势，要注意变化的方向
2、、趋势、程度，.如考虑是直线还是曲线？是上升还是下降？若是两条或两条以上的直线，斜率是否相同？这一系列的问题必须思考清楚。.（5）平衡跟着大者行：谁大跟谁行，相等即平衡浓度：变者为突变，不变为渐变；压强： 增压都增大，大者变更大，减压都变小，大者变更小；温度： 升温都变大，吸热变更大，降温都变小，吸热变更小；催化剂：触媒等增大，平衡不移动，时间改变了。二、化学平衡的图像分析 1、组成(含量w% n c %)时间图像 例1 已知某可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)H在密闭容器中进行反应，测得在不同时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气中的百分含量B%的关系曲线如图所示.下列正确的是（）
3、A.T1T2,P1P2,mnP, H0 B.T1 T2,P2P1,mnP, H0 C.T2 T1,P2P1,mnP, H0 D.T1 T2,P2P1,mnP, H0 高压有利B%增大,说明增大压强,平衡逆移，故mnp. 由此可知，本题答案： 小结：先拐先平，拐点平衡；高温高压，平衡先达；看清坐标，含义要清。2、组成(含量w% n c %)条件（温度、压强）图像例2 下图表示外界条件（温度、压力）的变化对下列反应的影响. L（s）G（g） 2R(g) H0 在图中Y轴是指（）A.平衡混合气中R的质量分数 B.平衡混合气中G的体积分数 C.G的转化率 D.L的转化率 解析 由图象可知:T,Y. G
4、%,R%. 由反应可知:T,平衡正移. 反应物.答案: 例3. 在容积相同的五个密闭容器中分别放入同量的A2和B2，在不同温度下同时任其发生反应：A2（g）3B2(g) 2AB3（g），分别在某同一时刻测得其中AB3所占的体积分数变化如图所示.下列说法不正确的是 ( ) A.正反应是放热反应 B.E、F二点尚未达到平衡 C.H、I二点尚未达到平衡 D.G、H、I三点已达平衡状态解析 随着温度的升高反应速率加快.从G到H、I，AB3%所占的体积分数降低，能得出正反应是放热反应；E、F两点AB3%比G点低，原因是低温下反应速率慢，反应未达平衡状态.选_例4. 右图为条件一定时,反应 2NOO2 2
5、NO2中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图,图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且V正V逆的点是( )A.B和C B.A和E C.E D.A和C 解析：当条件一定时，反应的最大转化率一定是达平衡状态时。该图像与初中所学的溶解度曲线很相似。A、D所在的曲线上所有的点均为平衡时的状态。曲线上下的点均为非平衡时的状态。反应从非平衡自发达平衡。从图中可看出，B、C所在状态的转化率小于该温度平衡时转化率。说明反应向_方向进行。即V正V逆。而E所在状态的转化率大于该温度平衡时的转化率，说明反应向逆反应方向进行。即V正V逆。故本题选_.。小结：定一议二，线上平衡；注意趋势，看清坐标。3.
6、速率时间图像：此类图像定性地揭示了v正、v逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的逆、等、动、定、变的基本特征，并可用于判断平衡移动的方向此类图像要注意结点、趋势、正逆反应速率的相对大小等。例5. 对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图像如图所示，则图像中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为 AZ、W均为气体，X、Y中有一种是气体BZ、W中有一种是气体，X、Y皆非气体CX、Y、Z、W皆非气体DX、Y均为气体，Z、W中有一种为气体分析：容易错选B，认为增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动由图可知增大压强，加快了正、逆反应，但
7、逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，由此而导致平衡向左移动而压强的改变，只影响气体反应的速率，选项B所言的X、Y皆非气体即其正反应速率不受影响，故正确答案为A例6现有容积为2L的密闭容器，进行反应A（g）2B（g）3C（g）其中B物质的正反应速率v正与逆反应速率v逆随时间变化的关系如图，则图中阴影部分的面积可表示.分析：本图像结合物理上的位移知识很容易得到答案，其代表B的物质的量浓度的减少例7. 如图表示反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)； H0 在某一时间段中反应速就率与反应过程的曲线关系图,则图中氨的百分含量最低的时间段是:A0t1 Bt2t3 Ct3t4 Dt5t6分
8、析：本题是由速率-时间图像来研究平衡的新题型，本题容易错选C,误认为速率越大，含量越高，应注意由正逆反应速率大小分析平衡移动的方向，故正确答案应为D。小结：突变与渐变，条件是关键；移动跟着大者行，速率大小要看清；4、浓度时间图像此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成份）在反应过程中的变化情况解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况例8. 右图表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，t1是到达平衡状态的时间试回答：（1） 该反应的反应物是_；（2） 反应物的转化率是_；X k b 1 . c o m（3） 该
9、反应的化学方程式为_ _分析 起始时A的浓度为2.0molL，B、C的浓度为0，随着时间的推移，A的浓度降低为1.2molL，C的浓度升高为1.2molL，B的浓度升高为0.4mol/Lt1时刻后各物质浓度不再变化，说明反应已达平衡，得出A为反应物，B、C为产物，它们浓度变化的差值之比为化学方程式中各物质的化学计量数之比故正确答案为（1）A；（2）40；（3）2AB3C例9. 可逆反应N23H2 2NH3H0,从反应开始经t1秒达平衡状态，因条件改变，平衡在t2秒时发生移动，在t3秒时，又达到新的平衡状态.试根据t2t3秒曲线判断，下列图1、图2所表示的平衡移动方向和变化条件各是什么？ 图1
10、图2 解析 图1中t2t3曲线与原来连续变化，说明只可能为改变_引起.NH3浓度下降,H2浓度增大,说明平衡是逆向移动,故变化的条件是_. 图2中 ,t2时改变条件前后NH3的浓度连续变化，而N2浓度突变，说明只能是增加_浓度引起，平衡正向移动.小结：变化符合计量数，可逆符号记心中，突变渐变看条件，聚集状态要看清。5.速率条件图像该类图像要注意坐标的意义和曲线的变化趋势，注意条件对反应速率影响。例10. 对于可逆反应：A2（g）3B2（g）2AB3（g）; H0下列图像中正确的是 分析 该反应的正反应是气体体积缩小且放热的反应图像A正确，因为温度升高，正逆反应都加快，在二曲线相交处可逆反应达到
11、平衡，交点后逆反应速率的增加更为明显，与正反应是放热反应相符针对该反应特点，只升温而使平衡向逆反应方向移动，A的含量增加；只加压而使平衡向正反应方向移动，A的含量减少，B也正确对可逆反应，温度越高，到达平衡的时间越短，C不合题意图像D表示的意义是：增大压强逆反应速率的加快比正反应明显，与本反应是气体体积减小的特点相悖，故正确答案为A、B 小结： 交点趋势要看清，坐标意义要分明巩固练习（一）选择题1 如右图所示表示平衡混合物中x的百分含量在不同的压强下，随温度变化的情况，在下列平衡体系中，x可以代表用下横线标明的物质（反应中各物质为气态）的是（ ）AN2+3H2 2NH3H0BH2+I2 2HI
12、+H0C2SO3 2SO2+O2H0D4NH3+5O2 4NO+6H2OH02 在容积固定的4L密闭容器中，进行可逆反应：X（气）+2Y（气） 2Z（气）并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率(正)、(逆)与时间t的关系如右图，如图中阴影部分面积可表示（ ）AX的物质的量浓度的减少 BY的物质的量的减少CZ的物质的量浓度的增加 DX的物质的量的减少3今有反应X(g)+Y(g) 2Z(g) H0若反应开始经t1秒后达到平衡，又经t2秒后，由于反应条件的改变使平衡破坏，则t3时又达到平衡，如图表示，试分析，以t2到t3秒曲线变化的原因是（ ）A增大了X和Y的浓度B使用了催化剂C增加了
13、反应体系的压强D升高了反应的温度4可逆反应N2O5 N2O4+O2H0在t1时达到平衡，然后在t2时开始加热，至一定温度后停止加热并恒温，到t3时又建立平衡，下列各图解表示上述情况的是（ ）w w w .x k b 1.c o mA B C D5可逆反应aX(气)+bY(气) cZ(气)+dW(气) H=Q在压强P1、P2温度T1、T2下，产物W 的质量（m）与反应时间t的关系如图。下列各项正确的是（ ）AP1P2BQ0CT1T2Dc+da+b6都符合两个图象的反应是（C%表示反应物质量分数，v表示速率，P表示压强，t表示时间）（ ）（1） （2） AN2O3(g) NO2(g)+NO(g) H0B2NO2(g)+H2O(1) 2HNO3(1)+NO(g) H0C4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H0DCO2(g)+C(s) 2CO(g) H07对于
