江苏省建湖县高考化学 化学平衡图像复习学案(无答案)
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第3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。
1.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0(1)增大c(N2),平衡向正反应方向移动,N2的转化率减小,H2的转化率增大。
(2)增大压强,体积缩小,平衡向正反应方向移动,N2、H2的转化率增大,N2、H2的百分含量减小,NH3的百分含量增大。
(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。
2.密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
在温度为500K、压强为30 MPa情况下,n(NH3)、n(H2)和n(N2)随时间变化的关系如右图所示:请你读图回答问题:(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”)。
(2)关于t2时刻的说法正确的是__________(填字母序号,下同)。
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C.t2时氢气、氮气与氨气的反应速率之比为3∶1∶2D.t2时氨气与氢气的物质的量相同(3)其他条件不变,只改变温度,在改变的这个温度下反应达到平衡,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)、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3A(g)+B(g)2C(g)。
(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。
2.图2在密闭容器发生反应:H O(g)+CH4(g)CO(g)+3H2(g):
分钟时变的条件为。
升温 B 减压 C.增大H2O
(2)0-5min内氢气的化学反应速率为。
3.根据如图3判断,10 min时改变的条件可能是_______20 min时改变的反应条件可能是_ __。
a.加入催化剂 b.缩小容器容积c.降低温度 d.增加O 2的物质量e升高温度
4.图4,某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,,发生反应:A(g)+x2C(g)。
达到平衡后,只改变一个条件,容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如图所示。
判断30 min和40 min时分别改变的条件是?反应的△H
(3)在一定压强下,测得由CO制取CH CH OH的实
的转化率的关系如图所示。
根据图中数据分析:在700 K、。
高三化学平衡图像复习课教学设计一、【化学反应速率与化学平衡理论在中学化学中的地位】中学化学教材中,有一个平衡理论体系,包括溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡、络合平衡等。
而化学平衡是这一平衡理论体系的核心。
为了更好地深入认识其他平衡,我们应该系统掌握反应速率与化学平衡的概念、理论及应用。
二.【高考背景分析】化学平衡图像将数字知识和化学平衡理论融为一体。
有关化学平衡的图像试题涉及知识面广,灵活性大。
题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查,是考查学生能力的常见题。
考查的图像主要有三类;第一类,是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像;第二类,是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像;第三类,是反应物或生成物物质的量(或浓度或质量分数)与时间关系的图像,此类图像既要考虑反应速率的大小,又要考虑化学平衡移动、反应物的转化。
图像问题是化学反应速率与化学平衡理论中非常典型的问题,学会识别、分析有关图像,是学好平衡理论的关键。
三.【学情分析与学习预期目标】这是一堂复习课,化学平衡属理论知识,相对比较枯燥,而且对学生理解能力的要求较高,传统的课堂模式可能不合乎这块内容,很难引起学生的兴趣。
高三普通班学生,他们的的基础相对薄弱,虽已经具有一定的图像分析能力,但还未有系统的知识结构。
基于此,在前面的复习课中,我已经做了一些准备工作,即复习分析平衡图像之前,我重点复习了影响化学反应速率的因素以及影响平衡移动的因素,要求他们画了一些由于某些因素影响了化学平衡的简单图像,但效果不佳,之前的复习课中,课堂相对沉闷。
在这堂课中我打算采用了通过“草→羊→狼”这个有趣的生态平衡引入(将生态平衡简单化处理),让学生自己再次自己总结结论,并学会应用到其它图像题中巩固该知识点。
所以我希望这堂课达到的目的是学生认识平衡图像,能结合勒夏特列原理来分析一些简单的平衡图像。
四.【教学策略选择与设计】首先复习基本要点,让学生对平衡图像有个知识回顾,然后系统复习图像分析的一般方法,最后给出示例具体分析,从而得出一般的分析方法。
难点强化训练化学平衡图像1.对于反应,N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( )解析:选D 从起先至平衡,由于容器容积增大,密度减小,达平衡后密度不变,A错;反应过程中,反应热不会变更,不是变量无法推断是否达到平衡状态,B错;都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C错;转化率确定时达到平衡,D对。
2.在密闭容器中,对于可逆反应:X+3Y2Z(g),平衡时Z的体积分数(C%)与温度和压强的关系如图所示,下列推断正确的是( )A.X确定为气体B.Y确定为气体C.该反应是放热反应D.若正反应的ΔH<0,则T1>T2解析:选B 由题图可知,增大压强,平衡正向移动,说明反应物中气体的化学计量数之和大于2,故可推知Y确定为气体,X为气态或非气态,A项错误,B项正确;因不知T1、T2的大小,故无法推断反应的热效应,C项错误;若正反应的ΔH<0,则上升温度,Z%减小,故应有T1<T2,D项错误。
3.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,确定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变更的示意图如图所示。
由图可得出的正确结论是( )A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.上升温度该平衡正向移动D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段解析:选D 只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时,可逆反应才达到平衡状态,图中曲线在c点处没有出现水平线,A错误;随着正反应的进行,未达到平衡状态时反应物的浓度随时间的延长而减小,因此反应物浓度:a点大于b点,B错误;分析曲线a~c段,从浓度方面考虑v正应减小,而v正是增大的,说明该反应是放热的,上升温度该平衡逆向移动,C错误;若Δt1=Δt2,分析图中曲线可知:a~b段的正反应速率的平均值小于b~c 段,所以b~c段转化的SO2的量比a~b段转化的SO2的量多,而a点浓度比b点大,所以SO2的转化率:b~c段大于a~b段,D正确。
化学平衡状态及化学平衡常数【本讲教育信息】一、教学内容:高三第一轮复习:化学平衡状态及化学平衡常数二、教学目标理解化学平衡和化学平衡常数的含义,能用化学平衡常数计算反应物的转化率;理解化学平衡状态的标志及判断方法三、重点、难点:化学平衡状态的标志及判断方法平衡常数的计算;四、教学过程:(一)化学平衡状态:1、在一定条件下的可逆反应..,反应混合物中各组分的浓....里,正反应和逆反应的速率相等度保持不变..的状态,称为化学平衡。
前提:可逆反应;实质:正反应速率等于逆反应速率特征:反应混合物中各组分成分保持不变。
化学平衡具有:逆、等、动、定、变、同等特征。
2、化学平衡状态的标志:(1)直接标志:①V(正)=V(逆);②各组分百分含量(不是浓度)不随时间变化而变化。
(2)间接标志:①各物质浓度不随时间改变而改变②各物质的物质的量不随时间改变而改变③各气体的压强不随时间改变而改变④气体的颜色不随时间改变而改变⑤气体的密度不随时间改变而改变⑥气体平均式量不随时间改变而改变(3)化学反应实质:化学反应为旧键的断裂与新键的生成;对同一物质,断键的量与生成键的量相等。
对于不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在反应过程中是否发生变化。
即:能变化的量保持不变则达平衡。
说明:1、可逆反应是指①向两个方向进行的两个化学反应,在相同的条件下同时进行、共存,两个反应构成一个对立的统一体;②在相同条件下,要用“”代替“=”作为连接反应物和生成物的符号;③在反应体系中,与化学反应有关的各类物质共同存在;④解答可逆反应的问题时要特别注意,即反应物不可能完全转化为产物,产物也不可能完全转化为反应物。
另外,还要注意量的变化,元素原子不可能凭空增加或减少。
总之,要注意:“可逆”与“守恒”。
2、理解化学平衡的概念时应注意:①前提是“一定条件”下的“可逆反应”;②实质是正、逆反应速率相等;③标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”;④特征是:逆:只有可逆反应,在一定条件下才建立平衡。
△ 专题6 氧化还原反应【复习目标】1.理解氧化还原反应的有关概念,利用化合价升降的观点判断反应是否是氧化还原反应,能判断氧化剂和还原剂2。
了解氧化还原反应的本质,初步学会用单线桥、双线桥表示电子转移的方向和数目3.能配平简单的氧化还原反应,举例说明生活中的氧化还原反应【学习过程】一、学前准备(一)氧化还原反应的特征与本质特征(或判断依据):元素的 是否发生变化。
本质:【预习自测】1.下列反应中,属于氧化还原反应的是 A .2Na +2H 2O == 2NaOH +H 2↑ B.2Fe(OH )3 == Fe 2O 3 + 3H 2OC .SO 2 + H 2O == H 2SO 3D .Cu (OH)2 +2HCl == CuCl 2 +2H 2O2.下列有关四种基本反应类型与氧化还原反应关系的说法中正确的是 A .化合反应一定是氧化还原反应 B .分解反应一定不是氧化还原反应C .置换反应一定是氧化还原反应D .复分解反应不一定是氧化还原反应(二)有关概念及相互联系 ⑴还原剂具有 在反应中所含元素化合价 ,该元素的原子 电子,发生 反应,将被 ,生成 产物⑵氧化剂具有 ,在反应中所含元素化合价 ,该元素的原子 电子,发生 反应,将被 ,生成 产物△ 【预习自测】 3.下列化学反应中,H 2SO 4作为氧化剂的是 A .2NaOH + H 2SO 4 = Na 2SO 4 + 2H 2O B .C + 2H 2SO 4(浓) == CO 2↑+ 2SO 2↑+ 2H 2OC .BaCl 2 + H 2SO 4 = BaSO 4↓ + 2HCl D.CuO + H 2SO 4 = CuSO 4 + H 2O4.下列变化必须加入氧化剂才能实现的是A .KClO 3→O 2B .H 2SO 4→H 2C .HCl→Cl 2D .CaCO 3→CO 25.黑火药的爆炸反应为:2KNO 3 +S+3C===K 2S+N 2↑+3CO 2↑其中被还原的元素是 A.N B .C C .N 和S D .N 和C二、课中学习(一)氧化还原反应的特征与本质(二)有关概念及相互联系【例题1】高铁酸钾(24K Fe O )是一种新型、高效、多功能水处理剂。
化学平衡图象的解题方法图象题是化学平衡中的常见题型,是勒沙特列原理等化学平衡知识在直角坐标系中的直观反映。
同时,它又是化学平衡的重点、难点,学生的疑惑点、失分点。
怎样解决有关图象问题呢?下面将举例讨论。
一、化学平衡图象题的解题方法这类题目是讨论自变量x(如时间、温度、压强等)与函数值y(如物质的量、浓度、质量分数、转化率)之间的定量或定性关系,因此,要运用数学方法解决此类题目。
1.分析纵横坐标及曲线表示的意义。
2.分析曲线的变化趋势与纵横坐标的关系。
3.分析特殊点(起点、拐点、终点)及其含义。
4.有两个以上变量时,分别讨论两个变量的关系,此时确定其他量为恒量。
二、图象题的类型1、速率—时间图特点:定性地揭示了V正、V逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的“动、等、定变”的基本特征,以及平衡移动的方向。
解题步骤常分三步:(1)看起点:首先要看清反应物和生成物,从起点看出起始加入的是只有反应物,还是只有生成物,还是都有。
(2)看变化趋势:要看清逐渐增大或逐渐减小的分别是哪种速率,曲线是连续的,还是跳跃的“渐变”和“突变”,“变大”和“变小”。
(3)看终点例题1:在一密闭体系中发生下列反应:2NH 3N2+3H2(正反应放热)右图是某一时间段中反应速率与进程的曲线的关系图,回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是。
(2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化?(3)下列各时间段时,氨的体积分数最高的是()A、t0~ t1B、t2 ~t3C、t3 ~t4D、t5 ~t6(4)在t1、t3、t4时刻平衡如何移动?降低、无变化(5)t2 ~t3与t0~ t1及t2 ~t3与t3 ~t4的平衡状态NH3的体积分数相比如何变化?(6)t5 ~t6再达平衡时,NH3体积分数如何变化?降低分析:(1)t0~ t1、t2 ~t4、t5 ~t6(2)t1 :升温;t3:加催化剂 t4:减压(3)A (4)t1时刻逆向移动,t3时刻不移动,t4时刻逆向移动2、物质的量(或浓度)—时间图象特点:这类图象题表明了各种反应物或生成物的浓度,或某一组成的浓度反应过程中的变化情况,此类图象往往可反映出化学反应速率与化学计量数的关系或平衡移动方向,解这类题的方法和解第一类题方法类似,还是要注意曲线的起点、终点及变化的趋势。
2023届高考化学第一轮要点化学平衡复习
教案
§3.2化学平衡
(6化学平衡的图像)
【归纳与整理】
一、读图程序
一看面(弄清横坐标、纵坐标的含义);二看线[看清曲线的走向和变化趋势(所在位置上下、升降、左右、走向等)];三看点(分析原点、交点、转折点、终点等含义);四看辅助线(等温线、等压线等)。
二、典型图像分析
1.建立在平衡体系上的C%~P(T)图像
请针对一般反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),反应热效应表示为△H
A%表示反应物A在平衡混合气体中所占的体积分数。
(若:A%表示反应物A的平衡转化率?)。
△H0△H0△H0△H0
m+np+qm+np+qm+np+qm+np+q
若A%表示反应物A的平衡转化率
2.平衡建立过程中的A%~p(T)~t图像
p1p2T1T2p1p2T1T2
m+np+q△H0m+np+q△H0
注:图中A%或C%表示平衡混合物中A或C所占的体积分数。
【基本练习】
1.右图纵坐标为
反应物的转化率,横坐标为温度(t℃),
下列符合此图情况的反应是
A.C(s)十CO2(g)2CO(g);△H>0
B.H2(g)十Br2(g)2HBr(g);△H0
2.往一体积不变的密闭容器中充入H2和I2,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g);△HT2,p1>p2D.T1>T2,p10,下列图像正确的是
A.B.C.D.
1【解析】C
2【解析】AD
3【解析】C
4【解析】A
5【解析】CD
6【解析】C。
化学平衡图像【学习目标】认识化学平衡典型图像【学习重点】图像题的解题方法【学习过程】一、对标导学改变条件,化学平衡移动时,转化率、产率、百分含量如何变化?二、自学静悟反应条件对化学平衡的影响(注明:只改变一个外界条件)1.温度升高,平衡向移动,降低温度,平衡向移动2.若增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向移动;减少反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向移动。
3.对于反应前后气体体积改变的反应,压缩体积增大压强,平衡向的方向移动,扩大体积减小压强,平衡向的方向移动;对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强,化学平衡移动4.催化剂使化学平衡移动!但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间。
三、合作探究(一)转化率(或产率、百分含量等)-时间图象例1 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q右图1所示,该反应为(吸热,放热)反应看图技巧:先拐先平数值大物质产率——时间曲线例2 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)右图2所示,该反应为(吸热,放热)反应百分含量——时间图像例3 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)右图3所示回答问题:1.P1与P2的相对大小2. m+n 与p+q 的大小图3图1图2变式练习1 可逆反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g)。
反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如上图,根据图中4曲线分析,判断下列叙述中正确的是()A. 达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大B. 化学方程式中一定有n>p+qC. 平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移动D. 平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动(二)百分含量(转化率或产率)—压强—温度曲线例4 已知:m A(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q如右图5所示,判断m+n p+q ΔH 0看图技巧:图象中有三个量时,“定一议二”变式练习2 m A(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q 如右图6所示,判断m+n p+q ΔH 0(三)由速率-压强(温度)图像例5 下列反应符合右图7 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.CO2(g)+C(s) 2CO(g)看图技巧:找平衡点(V正=V逆)变式练习3 下列反应符合下图8 T-v变化曲线的是()A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g);ΔH<0B.N2O3(g) NO2(g)+NO(g);ΔH>0C.3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g);ΔH<0 D.2CO(g) CO2(g)+C(s);ΔH<0图5图6图7图4图8(四)百分含量(转化率或产率)——压强(温度)平衡图像 例6 mA(s)+nB(g) qC(g);ΔH<0的可逆反应,在一定温度下的密闭容器中进行,平衡时B 的体积分数V(B)% 与压强(P)关系如右图9所示,下列叙述正确的是( ) A .m+n<q B .n>q C .X 点时的状态,V 正 > V 逆D .X 点比Y 点混和物的正反应速率慢 变式练习4 2NO +O 22NO 2 ΔH=Q (Q<0)右图10中的曲线是表示其他条件一定时,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)的是( ) A. a 点 B. b 点 C. c 点 D. d 点(五)物质的量(浓度)——时间图像例7 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14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)看图技巧:1.物质的量(浓度)减少的是反应物,增加的是生成物,前后量不变的是催化剂 2.转化量之比=化学计量数之比,可求知反应方程式的化学计量数 3.反应一段时间后各物质的量保持不变且都大于零,则是可逆反应(六)其他图像举例 例8 对于反应 xA(g)+B(s)yC(g) + D(s)A 的百分含量与外压强如图12的关系, (温度不变)则:(1) P 点左面曲线表示为_________ (2) X(<、=、>)_____Y ,其理由是: 看图技巧:可逆反应的最大程度即化学平衡状态 (1)看图象:①看面(如:纵坐标与横坐标的意义)①看线(如:线的走向和变化趋势、斜率) ①看点(如:起点、拐点、交点、终点) ①做辅助线(如:等温线、等压线、平衡线等)(2)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,得出图像中的隐含信息。
专题二化学反应速率和化学平衡化学平衡图像化学平衡图像题,一是以时间为自变量的图像;二是以压强或温度为自变量的图像。
从知识载体角度看,其一判断化学平衡特征;其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程;其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征;其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。
解题关键 :一是读图(弄清图像含义,通过观察弄清横坐标、纵坐标的含义及单位;搞清特殊点的意义,如坐标轴的“0”点,曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等;分析曲线的变化趋势如斜率大小、升降)。
二是识图(进行信息提取,挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息,在统摄信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算)。
三是用图(联想化学原理解答问题)。
1. 以速度-时间(v-t)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)()2. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质例2 已知合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92K J/mol在一定条件下达到化学平衡。
现升高温度使平衡发生移动,下列图像正确的是()3. 以物质的量(浓度)-时间(n(c)-t)图像描述可逆反应达平衡的过程例3. 在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量n随反应时间t变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是()A. 反应的化学方程式为2M NB.C、D.4. 以物质的量(转化率)-时间(n(R)-t)图像描述温度或压强对平衡移动的影响例4.反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)+Q,在不同温度()及压强()下,产物Z的物质的量与反应时间t的关系如图所示,下述判断正确的是()5. 以转化率(体积分数)-压强、温度(R-p、T)图像判断平衡状态例5. 如图,条件一定时,反应2(正反应为放热)中NO的与T变化关系曲线图,图中有a、b、c、d4个点,其中表示未达到平衡状态,且的点是()A. aB. bC. cD. d6. 根据R(质量分数w、体积分数)-p、T图像判断反应特征例6. 已知反应,A的转化率与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,B. 正反应吸热,C、D. 正反应放热,7. 由v-p(T)图像描述平衡移动时正逆v的变化例7. 下列反应符合下图p-v变化曲线的是()A. 2HI(g)B.C. 4NO(g)+D. CO(g)+C(s) 2CO(g)8. 混合气体平均相对分子质量-温度(压强)()图像例8. 可逆反应2A+B2C(g)+Q(Q>0)随T(℃)变化气体平均相对分子质量的变化如图所示,则下列叙述中正确的是()A. A和B可能都是固体B. A和B一定都是气体C. A和B可能都是气体D. 若B为固体,则A一定为气体9.由体积分数-温度()图像判断平衡进程例9. 在容积相同的不同密闭容器内,分别充入同量的,在不同温度,任其发生反应,在第7秒时分别测定其中的体积分数,并绘成下图曲线。
化学平衡图象的解题方法图象题是化学平衡中的常见题型,是勒沙特列原理等化学平衡知识在直角坐标系中的直观反映。
同时,它又是化学平衡的重点、难点,学生的疑惑点、失分点。
怎样解决有关图象问题呢?下面将举例讨论。
一、化学平衡图象题的解题方法这类题目是讨论自变量x(如时间、温度、压强等)与函数值y(如物质的量、浓度、质量分数、转化率)之间的定量或定性关系,因此,要运用数学方法解决此类题目。
1.分析纵横坐标及曲线表示的意义。
2.分析曲线的变化趋势与纵横坐标的关系。
3.分析特殊点(起点、拐点、终点)及其含义。
4.有两个以上变量时,分别讨论两个变量的关系,此时确定其他量为恒量。
二、图象题的类型1、速率—时间图特点:定性地揭示了V正、V逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的“动、等、定变”的基本特征,以及平衡移动的方向。
解题步骤常分三步:(1)看起点:首先要看清反应物和生成物,从起点看出起始加入的是只有反应物,还是只有生成物,还是都有。
(2)看变化趋势:要看清逐渐增大或逐渐减小的分别是哪种速率,曲线是连续的,还是跳跃的“渐变”和“突变”,“变大”和“变小”。
(3)看终点例题1:在一密闭体系中发生下列反应:2NH3N2+3H2(正反应放热)右图是某一时间段中反应速率与进程的曲线的关系图,回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是。
(2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化?(3)下列各时间段时,氨的体积分数最高的是()A、t0~ t1B、t2 ~t3C、t3 ~t4D、t5 ~t6(4)在t1、t3、t4时刻平衡如何移动?降低、无变化(5)t2 ~t3与t0~ t1及t2 ~t3与t3 ~t4的平衡状态NH3的体积分数相比如何变化?(6)t5 ~t6再达平衡时,NH3体积分数如何变化?降低分析:(1)t0~ t1、t2 ~t4、t5 ~t6(2)t1 :升温;t3:加催化剂 t4:减压(3)A (4)t1时刻逆向移动,t3时刻不移动,t4时刻逆向移动2、物质的量(或浓度)—时间图象特点:这类图象题表明了各种反应物或生成物的浓度,或某一组成的浓度反应过程中的变化情况,此类图象往往可反映出化学反应速率与化学计量数的关系或平衡移动方向,解这类题的方法和解第一类题方法类似,还是要注意曲线的起点、终点及变化的趋势。
例题2:某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式(2)反应开始至2min,气体Z的v(3)若X、Y、Z均为气体,反应达平衡时:①此时体系的压强是开始时的倍;②若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍,达新平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应为反应;达新平衡时,容器内混合气体的平均分子量比原平衡时. (4)此反应达平衡后,若只加大体系压强,Z的物质的量减少,若Y是气体,则X的聚集状态是 .3、三个变量的图象这类图象题的解答往往要遵守两个原则,即(1)定一议二:也就说,图象中有三个变量是先确定一个不变,再讨论另外两个量的关系。
(2)先拐先平:即先出现拐点的曲线先达到平衡,说明其对应的温度高或压强大。
▲转化率(或质量分数等)—压强、温度图象例题3、有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图5所示是A的转化率同压强、温度的关系,分析图3可以得出的正确结论是()。
图3曲线图A.正反应吸热,m+n>p+qB.正反应吸热,m+n<p+qC.正反应放热,m+n>p+qD.正反应放热,m+n<p+q分析解决这类图象题目,采用“定一论二”,即把自变量(温度、压强)之一定为恒量,讨论另外两个变量的关系。
答案 A例4.mA(s)+nB(g)qC(g)(正反应为吸热反应)的可逆反应中,在恒温条件下,B的体积分数(B%)与压强(p)的关系如图4所示,有关叙述正确的是()。
A.n<qB.n>qC.X点,v正>v逆;Y点,v正<v逆D.X点比Y点反应速率快图4曲线图图5曲线图分析这类题目中曲线是表示“平衡”时,质量分数与压强(或温度)变化关系曲线。
X、Y点则未达平衡状态,反应要向“趋向于平衡状态方向”进行,以此判断某点v正、v逆的大小关系。
比较X、Y两点的速率快慢则依据压强的高低(或温度的高低)。
答案A、C例题5反应2X(g)+Y(g)2Z(g)(正反应放热),在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产物Z的物质的量(n2)与反应时间(t)的关系如图10所示。
下述判断正确的是()。
A.T1<T2,p1<p2B.T1<T2,p1>p2C.T1>T2,p1>p2D.T1>T2,p1<p2分析该题要综合运用“定一论二”、“先拐先平”解题;也可依据“定一论二”和外界条件对化学平衡的影响解题。
答案:C例6.图6表示mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q,在不同温度下经过一定时间混合体系中C的质量分数与温度T的关系;图7表示在一定条件下达到平衡(v正=v逆)后t时刻改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程,判断该反应是()。
图7曲线图图6曲线图A.m+n>p+qQ>0B.m+n>p+qQ<0C.m+n<p+qQ>0D.m+n<p+qQ<0分析图7中,生成物的质量分数受同种外界条件的影响呈现两种变化趋势,则这两种趋势一定是平衡前、后的两种情况,故最高点时刚好建立平衡,其后,才为外界条件对平衡的影响。
答案C4、速率—压强(或温度)图象例7.符合图象4的反应为()。
A.N2O3(g)NO2(g)+NO(g)B.3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l)+NO(g)C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)D.CO2(g)+C(s)2CO(g)图7曲线图分析此类图象中曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。
答案B5.质量分数—时间图象例8.对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(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9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+qD.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分析这类图象的解题方法是“先拐先平”,即曲线先折拐的首先达到平衡,以此判断温度或压强的高低,再依据外界条件对平衡的影响确定答案。
答案A、C图9曲线图三、强化训练题1、反应X(g)+Y(g) 2Z(g); △H<0,在一定条件下,反应物Y的转化率与反应时间(t)的关系如右下图所示。
若使曲线a变为曲线b可采取的措施是A 加催化剂B 降低温度C 增大压强D 增大Y的浓度2、在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g) R(g)+2L此反应符合下面图像,下列叙述是正确的是A 正反应吸热,L是气体B 正反应吸热,L是固体C 正反应放热,L是气体D 正反应放热,L是固体或液体3、对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)根据下图推断:正反应为反应,m+n p+q4、图中表示外界条件(T、P)的变化对下列反应的影响:L(s)+G(g) 2R(g);△H>0 ,y 轴表示的是(A) 平衡时,混合气中R的百分含量(B) 平衡时,混合气中G的百分含量(C) G的转化率(D) L的转化率5、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:2 M NB.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍6、右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。
若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是A 升高温度B 加大X的投入量C加催化剂 D 增大体积7、右图是温度和压强对X+Y 2Z反应影响的示意图。
图中横坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。
下列叙述正确的是A X和Y中只有一种为气态,Z为气态B X、Y、Z均为气态C上述可逆反应的正反应为放热反应D 上述反应的逆反应的ΔH>08、在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:(1)该反应的化学平衡常数表达式为;(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为;(3)反应达到平衡后,第8分钟时:①若升高温度,化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)HI浓度的变化正确;(用图2中a~c的编号回答)②若加入I2,H2浓度的变化正确的是。
(用图2中d~f的编号回答)(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若反容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
(1)K=(2)0.167mol/L·min(3)①减小c ②f(4)9、在一定温度不同压强(p1<p2)下,可逆反应2X(g) 2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(Ψ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是A B CD10、在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q (Q>0)(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=(2)降低温度,该反应K值,二氧化碳转化率,化学反应速度(以上均填增大、减小或不变)(3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化碳和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是。
(4)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是(用文字表达);10min到15min的曲线变化的原因可能是(填写编号)。
A 加了催化剂B 缩小容器体积C 降低温度D 增加SO3的物质的量(1)(2)增大增大减小(3)15~20min和25~30 min (4)增加了O2的量 a b 11、在容积固定的密闭容器中存在如下反应: A(g)+3B(g) 2C(g);△H<0某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:下列判断一定错误的是A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高12、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:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);673K、30Mpa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示,下列叙述正确的是A点a的下反应速率比点b的大B 点c处反应达到平衡C 点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样D 其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比上图中d点的值大13、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(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):根据以上规律判断,上列结论正确的是A、反应Ⅰ:△H>0,P2>P1B、反应Ⅱ:△H<0,T1<T2C、反应Ⅲ:△H>0,T2>T1;或△H<0,T2<T1D、反应Ⅳ:△H<0,T2>T114、(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示______________,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值______________。