(2919新编)高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第5课时化学平衡图像等效平衡讲义新人教

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 ①②③ 。
N2(g) ＋ 3H2(g)
① 1 mol
3 mol
2NH3 0 mol
② 0 mol
0 mol 2 mol
③ 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
④ 1 mol
3 mol 2 mol
解析 答案
2.若在恒温恒压条件下，按题1中四种情况分别建立平衡，其中为等效平 衡的是 ①②③④ 。 解析 恒温恒压条件下，若转换后(按化学计量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， 且平衡后两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。
正向为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，
则m＜n＋p；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB＜KC；A、C两点
温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点。
解析 答案
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， 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。
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解析 答案
(3)反应Ⅲ：若T2 ＞ T1，ΔH ＞(或＜ ＜) 0。 解析 图(c)表示随起始时n(B)的增大，在两种不同温度下C的体积分数 φ(C)先增大后减小的变化曲线。T2时φ(C)高于T1时φ(C)，可能有两种情况： 若T2＞T1，即升温平衡右移，ΔH＞0； 若T2＜T1，即降温平衡右移，ΔH＜0。
①a、b、c应满足的关系是4a＋c＝2b ②平衡时HBr为x mol
应满足的关系是a＋b＝c ④平衡时HBr为a＋b＋c x mol
2
√A.①
B.①②
C.①④
D.②③
③a、b、c
解析 答案
例4 在一个固定容积的密闭容器中，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 mol·L－1。 (1)若维持容器容积和温度不变，按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 (填字母，下同)。 A.4 mol A＋2 mol B B.2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D C.3 mol A＋1 mol B
②在压强一定时(如p3)，温度升高，C% 增大，化学平衡 正向 移动，正反 应是 吸热 反应。
归纳总结
化学平衡图像题的分析方法 (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。
图中的变化情况相符的是
A.t1时，减小了A或B的物质的量浓度
√B.t2时，升高了温度
C.t2时，增大了压强 D.t1时，加入了催化剂
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解析 答案
2.已知可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。 若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是
压强增大，生成物的含量减小，说明化学方程式中气体生成物的计量数
之和大于气体反应物的计量数之和。
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解析 答案
4.(2017·辛集市校级期中)有一可逆反应：2A(g)＋3B(g) xC(g)＋4D(g)，
若按下列两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应：
①0.8 mol A＋1.2 mol B＋1.2 mol C＋2.4 mol D
第二章 第三节 化学平衡
第5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。
内容索引
新知导学 达标检测
新知导学
一、化学平衡图像的基本类型
1.物质的量 (浓度)—时间图像(c/n－t图像) 在2 L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 标表示反应过程中物质的物质的量的变化 。 (2)该反应的化学方程式是_3_A_(_g_)_＋__B_(_g_) _____ 2C(g) 。
√D.3 mol C＋1 mol D √E.1 mol A＋0.5 mol B＋1.5 mol C＋0.5 mol D
解析 答案
(2)C的浓度大于n mol·L－1的是 ABC 。 (3)将可逆反应中A(g)改为A(s)，则C的浓度仍为n mol·L－1的是 CDE 。 (4)若将题中“维持容器容积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不 变”，则C的浓度仍为n mol·L－1的是 ABDE 。
Hale Waihona Puke Baidu
(3)在反应达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·min－1 。
2.速率—时间图像(v－t图像)
Ⅰ.v′正突变，v′逆渐变，且v′正＞v′逆，说明是 增大 了反应物的浓度， 使v′正突变，且平衡 正向 移动。
2 mol
1 mol 2 mol
解析 答案
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。 (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，不管反应前后气体分子数是否改变，都只要求极 值等比。
(1)该反应进行到M点时放出的热量 < (填“>”或“<”)进行到W点时
放出的热量。
解析 答案
0.5a－b (2)T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝ t1 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 增大 (填“增大”或“减小”)。
答案
例2 反应mX(g) nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中物
质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的ΔH＞0
B.m＜n＋p
√C.B、C两点化学平衡常数：KB＞KC
D.A、C两点的反应速率v(A)＜v(C)
解析 由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则
√
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解析 答案
3.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 解析 由图示可知，随着温度的升高，生成物的含量增加，即升高温度，
平衡右移，所以该反应一定为吸热反应；
(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。
例1 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：
解析 答案
3.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 ①②③ 。
CO(g) ＋ H2O(g)
① 2 mol
2 mol
CO2(g)＋ H2(g) 0 mol 0 mol
② 0 mol
0 mol
4 mol 4 mol
③ 4 mol
4 mol
2 mol 2 mol
④ 1 mol
例3 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H2(g) ＋Br2(g) 2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2达到平衡后，生成 x mol HBr，在相同条件下若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为a、b、 c(均不为0)且保持平衡时，各组分含量都不变，以下推断正确的是
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根据以上规律判断(填“＞”“＝”或“＜”)： (1)反应Ⅰ：p2 ＞ p1，ΔH ＜ 0。 解析 对反应Ⅰ而言，增大压强，平衡向右移动，A的转化率α(A)增大， 所以p2＞p1；图(a)表示随温度升高，α(A)减小，平衡向左移动，则正反应 是放热反应，ΔH＜0。
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解析 答案
(2)反应Ⅱ：T1 ＞ T2，ΔH ＜ 0。 解析 图(b)表示在两种不同温度下，C的物质的量逐渐增大至达到平衡的 过程。T1温度下n(C)增加得快，且先达到平衡，说明T1＞T2，由T1→T2， 降低温度，n(C)增大，说明平衡向右移动，ΔH＜0。
3.含量(转化率)—时间—温度(压强)图像 (1)在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的 曲线表示的温度较高(压强较大)。
根据图像回答下列问题： Ⅰ.表示T2＞T1，正反应是放热 反应，温度升高，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2＞ p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动。说明正反应 是气体总体积 增大 的反应。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故 a可能使用了 催化剂 ；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反 应，a 增大 了压强(压缩体积)。
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解析 答案
(4)反应Ⅳ：若T2 ＞ T1，ΔH ＞(或＜ ＜) 0。 解析 图(d)所呈现的信息是随压强的增大，A的平衡转化率不变，但T2时 α(A)比T1时α(A)大。若T2＞T1，则升温平衡右移，ΔH＞0；若T1＞T2，则 升温平衡左移，ΔH＜0。
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解析 答案
Ⅱ.v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正＞v′逆，说明平衡 正向 移动， 该反应的正反应可能是 放 热反应或气体总体积 增大 的反应。
Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发 生移动，可能是使用了催化剂 ，也可能是对反应前后气体总体积不发生 变化的反应 压缩 体积(即增大压强)所致。
②1.4 mol A＋2.1 mol B＋0.6 mol C＋1.2 mol D
达平衡后，C的质量分数相等，则方程式中x的值为
A.1
√B.2
C.3
D.4
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解析 答案
5.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)：
答案
学习小结
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 气体的可逆反应，成比例，等效平衡。
达标检测
1.如图所示是可逆反应A(g)＋2B(g) 2C(g)＋3D(g) ΔH＞0的化学反 应速率与化学平衡随外界条件改变而变化的关系图，下列条件的改变与
(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(T1<T2)，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： ①T1为一条等温线，随着压强的增大，C% 减小 ，化学平衡 逆向 移动，a＋b < c。