化学速率图像和化学平衡图像专题的教学案(修正版)(推荐文档)

化学速率图像和化学平衡图像

一.物质的量浓度(物质的量)-时间图像

第1种类型:此类图象描述了一个可逆反应在一定条件下建立化学平衡的过程,能说明平衡体系各组分(某一组分)在平衡建立过程中的变化情况(平衡建立的过程图)

例1.一定温度下,在2L 的密闭容器中,X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如右图所示,下列描述正确的是( )

A.反应开始到10 s,用Z 表示的反应速率为0.158mol/(L ·s)。

B.反应开始到10s,X 的物质的量浓度减少了0.79 mol/L 。

C.反应开始到10s 时,Y 的转化率为79.0%。

D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)=Z(g)。

例2.在一定温度下,容器内某一反应中M 、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,下列表述中正确的是（ ） A.反应的化学方程式为:2M ≒N 。 B.t 2时,正逆反应速率相等,达到平衡。 C.t 3时,正反应速率大于逆反应速率。 D.t 1时,N 的浓度是M 浓度的2倍。

例3.今有X(g)+Y(g)≒2Z(g) △H<0,从反应开始经过t 1后达到平衡状态,t 2 时由于条件改变,平衡受到破坏,在t 3时又达到平衡,引起t 2→t 3曲线变化的原因是( ) A.增大X 或Y 的浓度 B.增大压强 C.增大Z 的浓度 D.升高温度

例4.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义,对于密闭容器中的反应：N 2(g)+3H 2(g)≒2NH 3(g),673K,30MPa 下n(NH 3)和n(H 2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )

n

t 2

· ·

·

· · a b c

d

e

NH 3

H 2 0

t 1

A.点a的正反应速率比点b的大。

B.点 c处反应达到平衡。

C.点d(t

1时刻)和点e(t

2

时刻)处n(N

2

)不一样。

D.其他条件不变,773K下反应至t

1时刻,n(H

2

)比上图中d点的值大。

第2种类型:以物质的量浓度(物质的量)-时间图像描述等效平衡过程

例4.在425℃时,1L密闭容器中进行反应:H

2(g)+I

2

(g)≒2HI(g),以不同的方式加入反应物

或生成物均达到平衡。

(1)将图示3种情况的反应物、生成物的初始浓度和平衡浓度填入表格。

(2)以上3种情况达到化学平衡是否为同一平衡状态？由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？

(3)等温等容情况下,等效平衡的条件是什么？

【解析】(1)将图像信息转化为数据信息是处理信息的基本能力,填表如下所示。

(2)达平衡时反应物和生成物浓度完全相同，故为同一平衡状态。在一定条件下达到平衡后，正逆反应速率V

正

=V逆,平衡混合物中各物质的浓度保持不变。

(3)等温等容时,将生成物(或反应物)折算为同一侧的量完全相同时，即为等效平衡。【解题方法指导】

解答物质的量浓度(物质的量或转化率)-时间图像,要弄清楚以下三个问题。

1.看清起点,确定反应物和生成物:浓度减小的为反应物,浓度增大的为生成物,一般生成物多数以原点为起点。

2.看清终点,确定在相同时间段内,反应物的消耗量和生成物的增加量,反应物的消耗量和生成物的增加量之比,等于化学方程式中对应的化学计量数之比。

3.看清描述物质用量曲线的折点,确定可逆反应达到平衡的时刻。

二.速率-时间图像

(一).全程速率-时间图像

例5.Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化情况如下图所示。

(1)AB段速率渐增的原因:因反应放热,随反应的进行,温度渐增,导致反应速率的渐增；

(2)BC段速率渐小的主要原因:随反应的迸行,溶液中C(H+)渐小,导致反应速率的减小。

例6.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(＋6价)的速率如图所示,已知这个反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。(1)反应的离子方程式为____________。

(2)t

1～t

2

时刻内反应速率增大的原因为_______________________。

(3)t

2～t

3

时刻内反应速率又减小的主要原因为________________。

【答案】(1)ClO

3-＋3HSO

3

-＝Cl-＋3SO

4

2-＋3H+ (2)开始时,c(H＋)增大,反

应速率加快。(3)随着反应的进行,反应的物浓度减小,反应速率减慢。

【解题方法指导】解答此类图像题时,要抓住各个阶段的主要矛盾—影响速率的主要因素。

(二)速率-时间图像

此类图像定性地揭示了外界条件对反应速率和平衡移动的影响规律,做这类图像题时,要弄清楚以下几个问题：一是分清正逆反应，二是分清是哪个外界因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响。

【思考与交流1】根据以下速率-时间图像回答问题

1.根据速率-时间图像,如何确定平衡移动方向？

2.在速率-时间图像中,其中一条速率曲线连续变化(无断点)、另一速率曲线有断点非连续变化,是哪类外界条件改变引起的？两条速率曲线均有断点非连续变化而是跳跃变化,是哪类外界条件改变引起的？

3.在哪些情况下,外界条件改变,正逆反应速率同时等倍数改变？

4.速率曲线在旧平衡线的上方或下方表示含义是什么？

(1)分清正逆反应,一般正反应速率在上,平衡向正反应方向移动,逆反应速率在上,平衡向