化学平衡图像分析PPT教学课件

Ｄ．B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
D%
D%
T1
P1
T2
P2
t
t
变式3 在密闭容器中进行下列反应:M(g)+ N(g)
符合右图,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
R%
C．正反应放热，L是气体
D．正反应放热，L是固体或液体
R(g)+2L此反应
T2、P2 T1、P2 T1、P1
V V(正)
平衡点
V(逆)
T
9. 混合气体平均相对分子质量—温度 (压强)图像
例9:可逆反应2A+B
2C(g)(正反应放热)，随温度变化气
体平均摩尔质量如图所示，则下列叙述正确的是（ ）
A．A和B可能都是固体
B．A和B一定都是气体
平均摩尔质量
C．若B为固体，则A一定是气体
D．A和B不可能都是气体
E． A和B可能都是气体
2HI(g),以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡(下图)
v正 v逆 0
⑵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？ 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，正逆反应速率相等,平衡混合物中 各物质的浓度保持不变。
4. 以浓度-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：H2(g)+I2(g) 2HI(g),以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡(下图)
⑴将图示3种情况的反应物、生成物的初始和平衡浓度填入表格。
• 例4:在442.5℃以时浓,度1L密-时闭间容图器像中进描行述反等应效：平H2(衡g)过+I程2(g)
3.下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表①③、②、④反应，则Y轴是指 ① N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-Q ② H2(g)+I2(g) 2HI(g); △H=+Q ③ CO(g)+2H2(g) CH3OH(g); △H=-Q ④ 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g); △H=+Q A．平衡混合气中一种生成物的百分含量 B．平衡混合气中一种反应物的百分含量 C．平衡混合气中一种生成物的转化率 D．平衡混合气中一种反应物的转化率
t
6. 以转化率(体积分数)—压强(温度)图像 判断平衡状态
• 4.取5等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容
器中，发生反应：2NO2(g)
N2O4(g)，△H＜0。反应相
同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%)，并作出其随
反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结
D
T
8. 由速率-压强(温度)图像描述平衡移动 时正逆反应速率的变化
• 例8 下列反应符合下图p-v变化曲线的是 • A.H2(g)+I2(g) 2HI(g) • B.3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g) • C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) • D.CO(g)+C(s) 2CO(g)
5. 以物质的量(转化率)—时间图像描述温度或压强对平
衡移动的影响
例5：对于可逆反应ｍA(g)＋ｎB(s) C(g)＋ｑD(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＜ｐ＋ｑ
生反应。反应过程中H2、N2和NH3物质的量变化如图所示,下 列说法正确的是 • A.反应开始到第10min，N2的平均反应速率为 0.005mol/(L·min) • B.从曲线变化可以看出,反应进行到 10min至20min时可能是使用了催化剂 • C.从曲线变化可以看出,反应进行至 25min时,分离出0.1mol的氨气 • D.在25min时平衡正向移动但达到新 平衡后NH3的体积分数比原平衡小
果相符的是
NO2% NO2% NO2% NO2%
温度 A
温度 B
温度 C
温度 D
变式4 mM(s)+ nN(g) pQ(g)；正反应为放热反应。在一定
温度下平衡时N%与压强的关系如图，下列有关叙述正确
的是
A．A点时混合物的V正> V逆 B．A点比B点反应速率快 C．n>p
N%
A.
D．m+n>p
.B
AC段化学反应尚未平衡，受 速率控制，T升高，反应速率 加快，(NH3 )增大为增函数； CE段达到平衡后受平衡因素 控制，T升高，平衡向吸热的 逆向移动，故(NH3 )下降为减 函数。
• ⑷AC段曲线是增函数曲线，CE段曲线是减函数曲线，试从化
学反应速率和化学平衡角度说明理由为是
。
高考回放
• 1.(09全国卷Ⅱ)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应
温度
10. 由体积分数—温度图像判断平衡进程
• 例10:在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的N2和H2， 在不同温度，任其发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，在第 7秒时分别测定其中的体积分数，并绘成下图曲线。
⑴A、B、C、D、E中，尚未达到 化学平衡状态的点是 A、B 。
• ⑵此反应的正反应是___放___热反应。
v
V(逆)
V(正) V(逆)
V(正) V(逆)
V(正)
V(正) V(逆)
t1 t2
t3
t
变式1
反应A(g)+B(g) C(g)；△H<0已达平衡,升高温度,平衡逆向
移动,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为
V
V
V
V
V正 V逆
V逆
V逆
V正
V正
V逆
V正
At
B
t
C
t
D
t
首先要把握大方向,即升温使V正、V逆都变大,所以B不对；
典例精析
1. 以速率—时间图像计算平衡浓度
• 例1:在容积固定为2L的密闭容器中，充入X、Y气体各2mol，
发生可逆反应：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，并达平衡，以Y的浓
度改变表示的反应速度与时间t的关系如图所示，则Y的平衡
浓度表达式正确的是（式中S是对应区域的面积）
A. 2 SaOb
B. 1 SaOb
V
V(正) 平衡点
V(逆)
P
变式6 • 下列反应符合下图T-v变化曲线的是
• A．4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)；ΔH＜0 • B．N2O3(g) NO2(g)＋NO(g)；ΔH＞0 • C．3NO2(g)＋H2O(l) 2HNO3(aq)＋NO(g)；ΔH＜0 • D．2CO(g) CO2(g)＋C(s)；ΔH＜0
（3）下列时间段中，氨的百分含
V(逆) V(正)
t1 t2 t3
V(逆) V(正)
t4 t5 t6 t
量最高是
A. 0～t1 B. t2～t3 C. t3～t4 D. t5～t6
2.一定温度下，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下图所示，下列描述正确的是
A．反应开始到10s，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0.79mol/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)
• C．若反应进行到状态D时，一定有v正＞v逆
• D．状态A与状态B相比， C(I3-)
状态A的c(I2)大
A
B
D
C
0 T1 T2 T3 T
方法指导 1．图像问题解题步骤 (1)看懂图像： ①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义)； ②看线(即弄清线的走向和变化趋势)； ③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义)； ④看是否要作辅助线(如等温线、等压线)； ⑤看定量图像中有关量的多少。 (2)联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平 衡的影响规律。 (3)作出判断：根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作 出符合题目要求的判断。
• A.第6min后，反应就终止了
• B.X的平衡转化率为85% • C.若升高温度，X的平衡转
c/(mol/L) 1.0
化率将大于85%
0.8
0.6
• D.若降低温度，v正和v逆将 0.4
以同样倍数减少
Fra Baidu bibliotek
0.2
t/min
0
2
4
6
8
变式2 • 500℃、20MPa时，将H2和N2置于一容积为2L的密闭容器中发
• D. 正反应放热，m n x y
1×107Pa 1×106Pa 1×105Pa
T/K
X(g)+Y(g)
变式5 2Z(g)；△H<0，达平衡时，混合气体中Z的百分
含量随温度变化的曲线为
Z%
10kpa
Z%
10kpa
100kpa
100kpa
A
T
Z%
10kpa
100kpa
C
T
B
T
Z%
10kpa 100kpa
2．原则 (1)“定一议二”原则
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的 三个量，确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或 确定纵坐标所示的量后，讨论横坐标与曲线的关系。 (2)“先拐先平，数值大”原则
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或表示的压强较大。
C. 2 SabdO
D. 1 SbOd
VY/(mol·L-1·s-1)
a
b
O
d
t/s
2. 以速率-时间图像描述化学平衡移动的本质
例2:根据下图回答下列问题:
⑴确定t1、t2、t3时刻的操作：
A、浓度减小
B、加压
C、降温
⑵该反应正向是 放 （吸、放）热反应；
⑶气体物质的量增大 （增大、减少）的反应。
0.6
5 0.65 0.30 0.70
9
0.55 0.10 0.90
0.4
10 0.55 0.10 0.90 0.2
14 0.55 0.10 0.90
0
Z X
Y
5
10
t(min) 15
• 1.(09全国卷Ⅱ)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应 生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。
压强
7. 根据质量分数(体积分数)—压强、温度 图像判断反应特征
• 例7:已知反应 mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g)，A的转化率RA
与p、T的关系如图，根据图示可以得出的正确结论是
• A. 正反应吸热，m n x y
• B. 正反应吸热，m n x y • C.正反应放热， m n x y RA
生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。
• ⑴根据左表中数据，在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时
间(t)变化的曲线：
n(mol)
t/min X/mol Y/mol Z/mol 1.2
0 1.00 1.00 0.00 1.0
1 0.90 0.80 0.20 0.8
3
0.75 0.50 0.50
• 4.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I-(aq) I3-(aq)，
某I2、KI混合溶液中，c(I3-)与温度T的关系如图所示。下列说
法正确的是
• A． 反应 I2(aq)＋I-(aq) I3-(aq)的△H>0
• B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1＞K2
再看起点和终点,由于原反应是平衡的(V逆=V正),因而起点相同,
又由于再次达到平衡(V正＝V逆),因而终点相同,故A不对；由于
正反应是放热反应,所以升温使V正和V逆都增大,但逆反应增大得
更多,故V逆更大,即V逆的曲线斜率大，故答案为C。
3.以物质的量(浓度)—时间图像描述可逆反应达平衡的过程
• 例3:下图表示反应X(g) 4Y(g)+Z(g)，△H<0，在某温度时 的浓度随时间变化的曲线,下列有关该反应的描述正确的是
第7.3节
课前体验 1.一密闭体系中发生反应：N2+3H2 2NH3 (正反应为放热反应)
下图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图。回答下
列问题：
v
（1）处于平衡状态的时间段是
0～t1、t2～t3、t3～t4 、t5～t6
（2）t1、t3、t4时刻，体系中 分别是什么条件发生了变化？ t1:升高温度， t3:使用催化剂， t4:减小体系压强 0
• ⑶T1到T2变化时，V正 > V逆，T3时，V正 = V逆， T3到T4变化时， V正 V逆<。
10. 由体积分数—温度图像判断平衡进程
• 例10:在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的N2和H2， 在不同温度，任其发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，在第 7秒时分别测定其中的体积分数，并绘成下图曲线。
• (2)体系中发生反应的化学方程式. X(g)+2Y(g) 2Z(g) • (3)列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率.
t/min 0 1 3 5 9 10 14
X/mol 1.00 0.90 0.75 0.65 0.55 0.55 0.55