19 化学平衡图像

化学平衡图像教学目标：理解化学平衡移动图像问题 知识梳理一、速率—时间图图像t 1时刻所改变的条件 温度升高降低升高降低适合正反应为放热的反应适合正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应二、浓度—时间图：此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。

如A(g)＋B(g)AB(g)反应情况如图所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。

三、含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。

(C%指产物的质量分数；B%指反应物的质量分数)(a 用催化剂，b 不用催化剂)(T 2＞T 1，正反应为吸热反应，即ΔH ＞0)(T 2＞T 1，正反应为放热反应，即ΔH ＜0)(p1＞p2，正反应为气体体积减小的反应) (p1＞p2，正反应为气体体积增大的反应)四、恒压(温)线：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：五、其他：如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出1、2、3、4四个点，表示v(正)＞v(逆)的点是3，v(正)＜v(逆)的点是1，2、4点表示v(正)＝v(逆)。

知识理解---重难点突破●知识理解一、速率—时间图★例题1-1．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，一定条件下在某密闭容器中达到平衡，t1时改变某一条件，化学反应速率与反应时间关系如图。

下列说法中正确的是（）A．t1时改变某一条件，平衡将向逆反应方向移动B．维持压强不变，t1时升高反应体系温度C．维持温度不变，t1时扩大反应体系体积D．维持温度、压强不变，t1时充入SO2(g)★例题1-2．在一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。

回答下列问题：（1）处于平衡状态的时间段是________(填选项)。

A．t0～t1 B．t1～t2C．t2～t3D．t3～t4E．t4～t5 F．t5～t6（2）判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。

A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气t1时刻________；t3时刻________；t4时刻________。

（3）依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是_________。

A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6（4）t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。

●知识理解二、浓度—时间图★例题2-1．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是（）A． 30min～40min间该反应使用了催化剂B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C． 30min时降低温度，40min时升高温度D． 8min前A的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1★例题2-2．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示。

（1）该反应进行到M点放出的热量________(填“＞”或“＜”)进行到W点放出的热量。

（2）T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝________mol·L－1·min－1。

（3）M点的正反应速率________(填“＞”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”)。

●知识理解三、含量—时间—温度(压强)图★例题3-1．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是（）A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0C．CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)＋H2O(g) ΔH＞0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH=CH2(g)＋2H2O(g) ΔH＜0★例题3-2．在密闭容器中进行下列反应：M(g)＋N(g)R(g)＋2L，此反应符合下列图示。

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●知识理解四、恒压(温)线★例题4-1．用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0,按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．温度：T1＞T2＞T3B．平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)C．正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)D．平均摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d)★例题4-2．在体积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量，在一定条件下发生反应建立的化学平衡：aA(g)＋bB(g)xC(g)，符合如图所示的关系（C%表示平衡混合气中产物C的百分含量，T表示温度，p 表示压强）。

在图中，Y轴是指（）A．反应物A的百分含量B．平衡混合气体中物质B的百分含量C．平衡混合气体的密度D．平衡混合气体的平均摩尔质量●知识理解五、其他图像★例题5-1．图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＜0反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正＞v逆的点是（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点★例题5-2．下列各图是温度(或压强)对2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是( )A． B． C． D．【变式迁移】1．密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH＜0，根据下列速率﹣时间图像，回答下列问题。

（1）下列时刻所改变的外界条件是：t1________，t3________，t4________；（2）物质A的体积分数最大的时间段是________；（3）上述图象中C的体积分数相等的时间段是________；（4）反应速率最大的时间段是________；（5）t0～t1、t3～t4、t5～t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系________。

2．25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n（mol）随时间t的变化如图1所示。

已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大。

（1）根据图1数据，写出该反应的化学方程式________________________________；此反应的平衡常数表达式K＝________。

从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v(A)为________。

（2）在5～7min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是________________。

（3）图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图。

各阶段的平衡常数如下表所示：t2～t3t4～t5t5～t6t7～t8K1K2K3K4根据图2判断，在t3和t6时刻改变的外界条件分别是________和________；K1、K2、K3、K4之间的关系为________________（用“＞”“＜”或“＝”连接）。

A的转化率最大的一段时间是________。

3．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)qC(g) ΔH在密闭容器中进行。

如图表示在不同时刻t、温度T和压强p下B物质在混合气体中的体积分数φ(B)的变化情况。

下列推断中正确的是（）A．p1＞p2，T1＜T2，m＋n＞q，ΔH＜0B．p1＜p2，T1＞T2，m＋n＞q，ΔH＞0C．p1＞p2，T1＜T2，m＋n＜q，ΔH＜0D．p1＜p2，T1＞T2，m＋n＜q，ΔH＞04．在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L－1 CO2、0.1mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。

下列有关说法不正确的是（）A．上述反应的ΔH＞0 B．压强：p4＞p3＞p2＞p1C．1100 ℃时该反应平衡常数为1.64 D．压强为p4时，在Y点：v正＜v逆5．下列图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＜0可逆反应的正确图像为（）A． B． C． D．6．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中，p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，t表示反应时间)：(a) (b) (c) (d)根据以上规律判断(填“＞”、“＝”或“＜”)：（1）反应Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。

（2）反应Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。

（3）反应Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。

（4）反应Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。

化学平衡图像·课堂验收1．图为某化学反应速率一时间图。

在t1时刻升高温度或增大压强，都符合图所示变化的反应是（）A．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＜0B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0C．H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＞0D．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＞02．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)（正反应为放热反应）。

现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2L的恒温密闭容器中，反应物物质的量随时间变化关系如图所示，则下列说法错误的是（）A．前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝0.02mol·L-1·min-1B．反应进行至25min时，曲线发生变化的原因可以是向容器中添加NO2(g)C．若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是添加N2O4(g)D．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点成是b和d3．利用I2O5可消除CO污染，反应为I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)；不同温度下，向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2mol CO，测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t变化的曲线如图所示。