2.3.3化学反应速率和化学平衡图像16

波峰中学高中化学选修Ⅳ导学案姓名________班级______编制李月英时间 8.14 编号 16 审核张永罡

课题：化学反应速率和化学平衡图像

【学习目标】

1．通过图像理解浓度、压强、温度等外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。

2．能准确识别平衡的图像，理解平衡图像的内在含义。

一、化学反应速率图像(v—t图像)

1．“渐变”类v—t图——浓度对化学反应速率的影响

图像Ⅰ中，v′(正)突变，而v′(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)＞v′

(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，

使v′(正)突变，平衡正向移动。

图像Ⅱ中，v′(正)渐变，v′(逆)突变，t1时刻图

像中有一条线是连续的，且v′(正)＞v′(逆)，说明

t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v′(逆)突变，平衡正向移动。

2．“断点”类v—t图——温度(或压强)对化学反应速率的影响

图像Ⅰ中，v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)

＞v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能

是吸热反应(或气体总体积减小的反应)，改变的外界

条件是升高温度(或增大压强)。

图像Ⅱ中，v′(正)、v′(逆)都是突变小的，t1时

刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)＞v′(逆)，平衡正向移动，说明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)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。

3．“平台”类v—t图——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响

图像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，

图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件可能是使用了

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增大了压强。

【自主思考】某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)ΔH＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是()

A．t2时一定加入了催化剂B．t3时减小了压强

C．t5时可能升高了温度D．t4～t5时间内转化率最低

二、化学平衡图像

1．百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像

(1)图像展示

(2)解题原则——“先拐先平数值大”。

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(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。

Ⅰ．表示T2>T1，生成物百分含量降低，说明正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。

Ⅱ．表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。

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)。

2．百分含量(或转化率)－压强－温度图像

(1)图像展示

(2)解题原则——“定一议二”。

在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线

所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。

【自主思考】对于可逆反应m A(g)＋n B(g)⇌p C(s)＋q D(g)反应过程中，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示，请判断下列说法正确的是()

A．降温，化学平衡向正反应方向移动

B．使用催化剂可使D%有所增加

C．化学方程式中气体的化学计量数m＋n＞q

D．C的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动

探究一、化学平衡图像问题的解法——【合作交流】

对于反应m A(g)＋n B(g)===e C(g)＋f D(g)，m＋n＞e＋f且ΔH＞0。反应到达平衡后，外界条件的改变，化学反应速率与时间的图像如下：

1．根据化学反应方程式的特点，图1表示的可能是哪个外界条件的改变？图3呢？

2．图2表示条件改变的瞬间正、逆反应速率均增加，可能是哪些条件的改变？

3．平衡图像除了v－t图像，也有c－t(浓度—时间)图像。若通入一定量的反应物，从反应开始到反应达平衡后，若在不同压强(p1＞p2)或不同温度(T1＞T2)条件下(其他条件均不变)，产物C浓度将如何变化？请在图4和图5中补充画出产物C的浓度与时间图像(同时标注对应温度或压强)。

4．化学平衡图像也有如下形式[其中α(A)表示A的转化率，p表示压强，T表示温度]。结合反应特点，分别在图6和图7中标出温度(T1＞T2)和压强(p1＞p2)。

【课堂总结】

1、本节学到了哪些知识？

2、本节学会了哪些方法和技能？

1．如图所示的曲线是其他条件一定时，2NO＋O22NO2(该反应放热)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

2．电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：

Cr2O72-(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)ΔH<0

该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是()

3．一定条件下，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<0

B．CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH>0

C．CH3CH2OH(g)⇌CH2=CH2(g)＋H2O(g)ΔH>0

D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)⇌2C6H5CH=CH2(g)＋2H2O(g)ΔH<0

4．反应2X(g)＋Y(g) ⇌2Z(g)ΔH＜0，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量n与反应时间t的关系如下图所示。下列判断正确的是()

A．T1p2

C．T1>T2，p1>p2D．T1>T2，p1

5.在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)＋CO2(g)⇌FeO(s)＋CO(g)。其中CO2、

CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。

(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2 g。用CO2的

浓度变化表示的反应速率v(CO2)＝_________________。

(2)反应进行至2 min时，若只改变温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时

再次达到平衡，则ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(3)5 min时再充入一定量的CO(g)，平衡发生移动。下列说法正确的是_____(填写编号)。

a.v正先增大后减小

b.v正先减小后增大

c.v逆先增大后减小

d.v逆先减小后增大

表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。(1)0.1 mol·L－1·min－1(2)＞(3)c b

得分达标情况（不及格、及格、优秀）