高中化学平衡图像专题Word版

化学平衡图像专题
基础知识：
对于反应mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g) △H<0 m+n>p+q
条件改变变化结果
K变化平衡移动反应A的浓度C(A)A转化率C的含量条件改变ν逆ν正变
化
1C(A)增大
2C(A)减小
3C(C)增大
4C(C)减小
5温度升高
6温度降低
7压强增大
8压强减小
9加催化剂
课时探究
探究一、图像绘制，读图解题
例题1：氨气有广泛用途，工业上利用反应3H2(g)+ N2(g)2NH3(g) 来合成
氨气；某小组为了探究外界条件对反应的影响，在a b两种条件下分别加入相同浓度
时间t/min02468
条件a c(H2)/10-2mol·L-1 2.00 1.50 1.100.800.80
条件b c(H2)/10-2mol·L-1 2.00 1.30 1.00 1.00 1.00
12 1 T2
下同），△H 0，根据表格数据请在下面画出c(H2)-t图：
(2)a条件下，0~4min的反应速率为；平衡时，H2的转化率为 ;
平衡常数为；
(3)在a条件下，8min末将容器体积压缩至原来的1/2，11min后达到新的平衡，画出
8min~12min时刻c(H2)的变化曲线。

探究二、图像解题方法 1、反应mA(g) + nB(g)
pC(g)+qD(g) △H <0 m+n>p+q
反应速率和时间图如图所示 ，t 1时刻只改变一个影响因素
①图1所示 ，t 1
时刻改变的因素是 ，平衡向 方向移动， ②图2所示， t 1 时刻改变的因素是 ，平衡向 方向移动，
③图3所示， t 1 时刻改变的因素是 ，平衡向 方向移动， ④图4所示 ，t 1 时刻改变的因素是 ，平衡向 方向移动， ⑤图5所示， t 1 时刻改变的因素是 ，平衡向 方向移动，
2、①对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)，右图所示，
请判断温度大小：T 1 T 2，△H 0 ②对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)，右图所示， 请判断温度大小：T 1 T 2，△H 0
P 1 P 2， m+n p
探究三、陌生图像的解题技能 1、解决的问题是什么？从图像可以得到什么信息？该信息与所学知识的关联?能用关联解决问题？
△H 0
mA(g)+nB(g) pC(g) ①y 是A 的浓度，△H 0，m+n p
②y 是C 的含量, △H 0，m+n p
例题1：某化学科研小组研究在其它条件不变时，改变某一条件对
A2（g）+3B2（g）2AB3（g）化学平衡状态的影响时，得到如图所示的变化规律（图中
n表示物质的量），根据图示得出的结论中正确的是（）
A．反应速率a＞b＞c
B．a、c两点A2的转化率相等
C．a点的化学平衡常数小于b点的化学平衡常数
D．达到平衡时，AB3的物质的量大小为：c＞b＞a
例题2：在容积相同的不同密闭容器中内，分别充入同量的N2和H2，在不同温度下，任其发生反应：3H2+ N22NH3，并分别在t0秒时测定其中NH3的体积分数[x(NH3)]，绘成
如图的曲线。

（1）A、B、C、D、E五点中，尚未达到化学平衡状态的点是_______。

（2）此可逆反应的正反应是____（填“放”或“吸”）热反应。

（3）B、D两点正反应速率的大小关系是_____________。

（4）温度T<T3时，x(NH3)逐渐增大的原因是。

温度T>T3时，x(NH3)逐渐减小的原因是。

练习：
1、甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。

利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) △H1
②CO 2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO 2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是。

（2）合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。

α(CO)值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是；图2中的压强由大到小为_________，其判断理由是。

2、丙烯腈（CH 2=CHCN ）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH 2=CHCHO ）和乙腈（CH 3CN ）等，回答下列问题：
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C 3H 3N ）和副产物丙烯醛（C 3H 4O ）的热化学方程式如下：
C 3H 6(g) + NH 3(g) + 32
O 2(g) === C 3H 3N(g) +3H 2O(g) ΔH = −515 kJ·mol −1
C 3H 6(g) +O 2(g) == C 3H 4O(g) +H 2O(g) ΔH = −353 kJ·mol −1
两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是 ；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。

（2）图（a ）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460O
C 。

低于460O
C 时，丙烯腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高
于460O
C 时，丙烯腈产率降低的可能原因是 （双选，填标号）
A ．催化剂活性降低
B ．平衡常数变大
C ．副反应增多
D ．反应活化能增大
（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n （氨）/n （丙烯）的关系如图（b ）所示。

由图可知，最佳n （氨）/n （丙烯）约为 ，理由是 。

进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。

参考答案：
例题2.（1）A 、B （2）放热 （3）ν(D)>ν(B)
（4）反应开始v 正＞v 逆，反应向右进行生成NH 3，温度升高反应速率加快，故NH 3的体积分数[x(NH 3)]不断增加；当达到平衡以后，温度升高．平衡逆向移动，故NH 3的体积分数[x(NH 3)不断减少。

1.（1）；a ；反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小 （2）减小 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO 的量增大，反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO 的量增大，总结果，随温度升高，使CO 的转化率降低 P 3＞P 2＞P 1 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO 的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO 的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO 的转化率升高
2.（1）两个反应均为放热量大的反应；降低温度、降低压强；催化剂； （2）不是；该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 ；AC
)(c )(c )
(c 22
3H CO OH CH K •=0 . 0
0 . 2
0 . 4 0 . 6
0 . 8 350 400 450 500 550
产 率
t /
℃ 0 . 0
0 . 2 0 . 4 0 . 6
0 . 8 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 产 率
图 ( a )
1 .
2 n ( 氨 )/ n ( 丙烯 )
图 ( b )
（3）1 ； 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低； 1:7.5:1
2017国甲27
丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。

回答下列问题： (1)正丁烷(C 4H 10)脱氢制1-丁烯(C 4H 8)的热化学方程式如下：
①C 4H 10(g)===C 4H 8(g)＋H 2(g) ΔH 1 已知：②C 4H 10(g)＋12
O 2(g)===C 4H 8(g)＋H 2O(g) ΔH 2＝－119kJ·mol －
1
③H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(g) ΔH 3＝－242kJ·mol －
1
反应①的ΔH 1为______kJ·mol －
1。

图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x ________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。

A ．升高温度
B ．降低温度
C ．增大压强
D ．降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。

图(b)为丁烯产率与进料气中n (氢气)/n (丁烷)的关系。

图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是______。

(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。

丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是_________、__________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是________________________。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。