化学平衡图像、等效平衡

时 栏
相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数
目 开
关系。因为这种情况下压强不变，不管反应前后气体分子数
关 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。
学习·探究区
第3课时
[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)，
(2)在压强一定时(如 p3)，温度升高，C%的变化是 增大 ，化
学平衡 正向 移动，正反应是 吸热 反应。
本
课 3.在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出
时 栏
现拐点的曲线表示的温度较高(如图 1)或表示的压强较大(如
目 开
图 2)[仍以 aA(g)＋bB(g)
cC(g)为例]。
关
学习·探究区
课
③
时
0.5 mol 1.5 mol 1 mol
栏
④
1 mol 3 mol 2 mol
目
开 解析 恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆
关 反应，转换后(按计量系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与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡
后同种物质的量相同。因为这种情况下压强对于反应前后气体
再看方程式反应前后气体分子数(相同或不同)，按“一边
本
倒”转换比较。
课 时
(1)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆
栏 目
反应，要求极值等比。
开 关
(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，只要求极值等比。
学习·探究区
第3课时
[活学活用]
本
课
时 栏
A.反应物中可能含有气体
目 开
B.生成物中一定有气体
关 C.正反应一定是放热反应
()
D.正反应一定是吸热反应
自我·检测区
第3课时
解析 随着温度的升高，生成物的含量增加，即温度升高，
平衡右移，所以该反应一定为吸热反应；
本 课
由图示可知，压强越大，生成物的含量越小，说明化学方程
时 式中，气体生成物的系数之和大于气体反应物的系数之和。
学习·探究区
第3课时
如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，同样应该是乙条件下
温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO
本 课
的转化率下降，D 正确。
时 栏
答案 C
目
开
关
学习·探究区
第3课时
2.下列各图中，表示 2A(g)＋B(g) 2C(g)(正反应放热)这个
可逆反应的正确图像为
()
本 课 时 栏 目 开 关
栏 目
是相等 。
开 关
(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 。
学习·探究区
第3课时
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
速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高
学习·探究区
第3课时
解析 本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认 识，难度一般。由于这是一个体积不变的放热反应，所以 t0 时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速率大于正反应速 率，A 正确；
知识·回顾区
第3课时
(2)关于 t2 时刻的说法正确的是__________。
A.t2 时该反应达到平衡状态
B.t2 时Ⅱ和Ⅲ代表的物质反应速率相同
本 C.t2 时氢气、氮气与氨气的反应速率之比为 3∶1∶2
课 时
D.t2 时氨气与氢气的物质的量相同
栏 目
(3)其他条件不变，只改变温度，在改变的这个温度下反应达
与曲线的关系。即“定一议二”原则。解题过程中，可以
本 作辅助线帮助分析。例如反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)在不
课
时 栏
同温度下(T1<T2)，压强(p)与混合气体中 C 的含量(C%)的
目 关系图像如图所示。根据图像回答下列问题：
开
关
学习·探究区
第3课时
(1)T1 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。
第3课时
第 3 课时 化学平衡图像、等效平衡
[学习目标定位]
本
课 1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图
时
栏
像题的分析解答方法。
目 开
2.知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分析判断方法。
关
知识·回顾区
第3课时
1.对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
(1)增大[N2]，平衡向 正反应 方向移动，N2 的转化率 减小，
开 关
间，但不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及
体积分数不变。
答案 A
学习·探究区
第3课时
探究点二 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，
本 课
对同一可逆反应，只有起始时加入物质的物质的量不同，而
时 栏
达到化学平衡时，同种物质的百分含量(质量分数、体积分数、
课
时 解析 恒温恒容下把加入的物质转化成起始状态形式，与起
栏
目 始状态时各物质的物质的量分别相同，即建立相同的平衡状
开
关 态。恒温恒压下，则为比例相同即可建立相同的平衡状态。
答案 (1)DE (2)ABC (3)CDE (4)ABDE
学习·探究区
第3课时
1化学平衡图像题的分析思路：看图像，想规律，作判断。
开 关
到平衡，此时 n(H2)比图像中平衡时的值稍大，那么该温度
最可能是________。
A.673 K
B.273 K
C.373 K
D.1 073 K
答案 (1)Ⅲ (2)CD (3)A
学习·探究区
第3课时
探究点一 化学平衡图像
1.在 2 L 刚性密闭容器中，某一反应有关物质 A(g)、B(g)、
目 开
物质的量分数等)相同，这样的平衡称为等效平衡。
关
学习·探究区
第3课时
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
。
本
课
①
时
栏
②
目
开
③
关
④
CO(g)＋H2O(g) 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 1 mol 2 mol
CO2(g)＋H2(g) 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol 1 mol 2 mol
(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。
学习·探究区
第3课时
(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
本 课
示反应的温度高或压强大。
时 栏
(5)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨
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本 课
H2 的转化率 增大 。
时 栏
(2)增大压强，体积缩小，平衡向 正反应 方向移动，N2、
目 开
H2 的转化率 增大 ，N2、H2 的百分含量 减小 ，NH3 的百分
关 含量 增大 。
(3)升高温度，平衡向 逆反应 方向移动，N2、H2 的转化率 减小 ，N2、H2 的百分含量 增大 ，NH3 的百分含量 减小。
关
学习·探究区
第3课时
[归纳总结]
化学平衡图像题的分析解答方法
(1)无论是反应速率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐
本 标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原
课 时
理相联系。
栏 目
(2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看 v 正、
开 关
v 逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
目 开
A.4 mol A＋2 mol B
关
B.2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D
C.3 mol A＋1 mol B
D.3 mol C＋1 mol D
E.1 mol A＋0.5 mol B＋1.5 mol C＋0.5 mol D
学习·探究区
第3课时
(2)C 的浓度大于 n mol·L－1 的是________。 (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________。 (4)若将题中“维持容器体积和温度不变”改为“维持容器 本 压强和温度不变”，则 C 的浓度仍为 n mol·L－1 的是______。
学习·探究区
第3课时
解析 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，转换后(按计量系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 本 等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。因为这种
课
时 情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有
栏
本
课 该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可
时
栏 同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，
目
开 不影响平衡，但反应速率加快，B 正确；
关
如果图Ⅲ中考虑的是使用催化剂的话，则由图可知乙条件下 先达到平衡，所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两 条件下的 CO 转化率应相等，C 错误；
第3课时
根据图像回答下列问题：
(1)图 1 中，温度 T1、T2 的大小关系是 T2>T1 ，温度升高，
C%(C 的含量)的变化是 减小 ，化学平衡 逆向 移动，正反应
本 课
是 放热 反应。
时 栏
(2)图 2 中，压强 p1、p2 的大小关系是 p1>p2，压强增大，C%(C
目 开
的含量)的变化是 减小 ，化学平衡 逆向 移动，a＋b< c。
分子数不同的可逆反应有影响，而成比例的增加反应物，相当
于加压，所以平衡会移动，必须极值等量平衡才等效。
学习·探究区
第3课时
3.若在恒温恒压条件下，按题 2 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(按计量系数换算成方程式
本 课
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
目 影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡不移
开
关 动，只要极值等比则平衡等效。
答案 ①②③
学习·探究区
第3课时
2.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) 2NH3(g)
①
1 mol 3 mol 0 mol
本
②
0 mol 0 mol 2 mol
学习·探究区
第3课时
解析 随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，
即向逆反应方向移动，所以生成物 C 的体积分数减小，反应
物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由
本 于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都
课
时 增大；
栏 目
而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短反应达到平衡的时
3.在一个固定体积的密闭容器中，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。
本 课
(1)若维持容器体积和温度不变，以下列各种配比为起始物
时 栏
质，达到平衡后，C 的浓度仍为 n mol·L－1 的是________。
知识·回顾区
第3课时
2.密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 在温度为 500 K、压强为 30 MPa 情况下，n(NH3)、n(H2) 和 n(N2)随时间变化的关系如下图所示：
本 课 时 栏 目 开 关
读图回答问题： (1)图像中属于氢气物质的量随时间变化的曲线是_______(填 “Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
目 开
论另外两个量的关系。
关
学习·探究区
第3课时
[活学活用]
1. 在 容 积 可 变 的 密 闭 容 器 中 存 在 如 下 反 应 ： CO(g) ＋
H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，下列分析中不正确的是
()
本
课
时
栏
目
开 关
A.图Ⅰ研究的是 t0 时升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是 t0 时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应
本 课
C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：
时
栏
目
开
关
学习·探究区
第3课时
(1)横坐标表示 反应过程中时间变化 ，纵坐标表示 反应过
程中各物质的物质的量的变化 。
本 (2)该反应的化学方程式是 3A(g)＋B(g)
2C(g) 。
课 时
(3)在反应达 2 min 时，正反应速率与逆反应速率之间的关系
本
课 解题技巧：先拐先平，定一议二。
时 栏
2恒温恒容，反应前后气体分子数不同，量相同，等效平衡；
目 开
恒温恒容，反应前后气体分子数相同，成比例，等效平衡；,
关 恒温恒压，任何气体可逆反应，成比例，等效平衡。
自我·检测区
第3课时
1.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