高中化学-平衡图像(教师版)

1. 化学反应速率的计算公式：________________________________2. 影响化学反应速率的因素：________________________________3. 可逆反应达到平衡的本质是什么：__________________________4. 请简述一下什么是勒夏特列原理？____________________________________________________________________________ 5. H 2(g)+ I 2(g)ƒ2HI(g)已经达到平衡状态的标志________________。

①c(H 2)=c(I 2)=c(HI)时①c(H 2):c(I 2):c(HI)=1:1:2时①c(H 2)、c(I 2)、c(HI)不再随时间而改变①单位时间内生成nmolH 2的同时生成2nmolHI①单位时间内生成nmolH 2的同时生成nmolI 2 ①反应速率v(H 2) =v(I 2)=vc(HI)①一个H -H 键断裂的同时有两个H -I 键断裂 ①温度和体积一定时，容器内压强不再变化 ①温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ①温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 ①条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化6. （双选）在一定条件下，可逆反应：N 2+3H 2ƒ2NH 3+Q ；Q >0达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（）A ．加催化剂，v (正)、v (逆)都发生变化且变化的倍数相等B ．加压，v (正)、v (逆)都增大，且v (正)增大的倍数大于v (逆)增大的倍数C ．降温，v (正)、v (逆)都减小，且v (正)减小的倍数大于v (逆)减小的倍数D ．加入氩气，v (正)、v (逆)都增大，且v (正)增大的倍数大于v (逆)增大的倍数 答案： 1、υ(B)=c(B)t∆∆ 2、内因、外因（浓度、温度、气体压强、催化剂、固体反应物颗粒大小）3、同一个物质的υ(正)＝υ(逆)4、如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

5、①①①①6、CD平衡图像知识温习每识每课可逆反应的发现之旅曾经外国一家硫酸生产厂家因为排出大量的二氧化硫而遭受到居民的投诉。

工厂的工程师负责处理这件事情，他想啊想：二氧化硫是会和氧气反应的，可能是二氧化硫在烟囱中反应的时间太短了。

只要我们把烟囱做高一点不就能让二氧化硫完全反应吗，于是建议把烟囱做得很高。

但是完工后空气中的二氧化硫也不见减少。

这于是引起的科学家的兴趣，科学家发现无论反应多长时间。

最后二氧化硫的浓度是不会改变的。

这便有了现在的可逆反应。

知识梳理一、题型分类1.分析外界条件对反应速率及化学平衡的影响；2.由图像判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数的变化关系)；3.由反应和图像判断图像中坐标或曲线的物理意义；4.由反应和图像判断符合图像变化的外界条件；5.由反应判断图像正误等。

二、平衡图像解题指导1.看图像：一看轴，即横、纵坐标的意义；二看点，即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。

2.依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。

3.先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。

4.定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量时，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。

三、图像分类（一）速率-时间图此类图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)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等。

反应：mA(气)+nB(气)ƒpC(气)+qD(气)+Q（m+n<p+q，Q>0）增大反应物浓度（图1）增大温度（图2）加催化剂（图3）增大压强（图4）【思考1】从图1中怎样判断化学平衡有“动”、“变”的特征？【答案】反应速率保持不变且反应速率均不为0，说明化学平衡是动态平衡。

反应速率因浓度的改变而改变，打破了原平衡，说明化学平衡是可变化的。

【思考2】图4中改变条件后，化学反应向什么方向进行？【答案】vˊ逆>vˊ正，说明化学反应向逆反应方向进行。

（二）浓度-时间图ƒ的此类图像能说明平衡体系中各组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。

如A B AB反应情况如下图所示，此类图像要注意各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及其比例符合化学方程式中的计量数关系。

【思考】从图2中怎样判断化学反应达到平衡状态？【答案】从t1开始各物质的浓度均不再发生变化，且都不为0，说明该反应是可逆反应，各物质的浓度(含量)一定，达到平衡状态。

（三）全程速率-时间图如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如下情况，如图3所示，试解释各段发生变化的原因。

【思考1】AB段v逐渐增大的原因是什么？【答案】因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐增，导致反应速率增大。

【思考2】BC段v逐渐渐小的原因是什么？【答案】随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率减小。

（四）含量-时间-温度（压强）图常见形式有如下图所示的几种。

(C%指产物百分含量，B%指某反应物百分含量)在其他条件不变时，改变任一条件，如：使用催化剂或温度升高或压强增大，都能缩短到达平衡的时间，这种图像的折点表示达到平衡的时间，反映了反应速率的大小，可以确定T(p)的高低(大小)，水平线高低对应于平衡移动方向。

图1图2图3图4图5图6图7图8图9图10【思考1】从图1中，怎样判断a用了催化剂？还有哪一类反应，不用催化剂而改变其它因素，其变化趋势也与图1完全相同？【答案】因为a先达平衡且与b的平衡状态时C%的含量相同，即该因素应只是提高了反应速率而未使平衡移动，故a使用了催化剂，另外如H2(g)＋I2(g)ƒ2HI(g)等等体积反应，若改变压强，也仅是反应速率改变，平衡不发生移动，C%不变，其变化趋势也与图1完全相同。

【思考2】怎样从图5中判断出T2>T1，从图9中判断出p1>p2?【答案】图5中，T2温度下反应先达平衡，故T2温度高，反应速率快，同理，图9中，p1压强下反应先达平衡，故p1时速率快，p1压强大。

（五）恒压（温）线该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下图：图1图2【思考1】图1中，设纵坐标为α，p1>p2>p3从图中可读出哪些信息？【答案】采用“定一议二”的方法读图，图1中，在温度T1时作辅助线，如图3所示，即可得出：a．一定压强下(如p3)温度升高，α减小，说明平衡向左移动，该反应的Q＞0。

b．一定温度下(T1)，压强增大、α增大，说明平衡向右移动，该反应的正反应是体积缩小的反应。

【思考2】图2中，设纵坐标为α，T1>T2从图中可读出哪些信息？【答案】同理图2中，在压强p1时作辅助线，如图4所示，则可得出：a．压强增大，α增大，说明平衡正向移动，该反应的正反应是体积缩小的反应。

b．温度升高，α增大，说明平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应，Q<0。

生活中的化学平衡之一“怎样吃菠菜”动画片《大力水手》中，每当大力水手吃下一罐菠菜后就会变得力大无穷。

菠菜有这样大的作用，这是影片的夸张手法，但菠菜的确含有一定的营养成分，如维生素、铁质等。

然而，大力水手大量地吃菠菜是错误的。

因为过量食用菠菜，会造成人体缺钙。

这个道理要从食用菠菜中存在的电离平衡说起。

菠菜中含有一种叫草酸的物质，其学名是乙二酸，结构简式为HOOC-COOH，味苦涩，溶于水，是二元弱酸：HOOC-COOHƒHOOC-COO－+H+HOOC-COO－ƒ－OOC－COO－+H+草酸进入人体后，在胃酸作用下，电离平衡向左移动。

以分子形式存在的草酸，从药理上看，是一种有毒的物质，过量的草酸会腐蚀胃黏膜，还会对肾脏造成伤害，另外，草酸会跟人体内的Ca2+形成草酸钙沉淀，使摄入的钙质不易被利用，造成人体缺钙。

那怎样才能吸收菠菜中的营养，又不被草酸伤害呢？一种方法是除去草酸，即在油炒前，先将菠菜用热水烫一烫，草酸溶于水而除去，且这样炒的菠菜没有苦涩味。

另一种方法是把草酸转化为沉淀，这就是“菠菜烧豆腐”的方法。

每100 g菠菜中含300 mg草酸，每100 g豆腐约含240 mg钙，因此，每70 g豆腐中的Ca2+，可以结合100 g菠菜中的草酸(不含菠菜自身的钙)，当大部分草酸跟钙结合，可使涩味大大降低，菜肴更加美味可口。

草酸钙进入人体，部分被胃酸溶解，溶解后形成的Ca2+仍能被人体吸收，未溶解的部分则排出体外。

因此，食物中的Ca2+正好是草酸的解毒剂，豆腐中损失的钙可以由其他食物补充。

课堂小憩例题解析知识点1：速率-时间图【例1】（双选）在密闭容器，一定条件下进行反应,mA(g)+nB(g)ƒpC(g)+qD(g)，若增大压强或升高温度,重新达到平衡,变化过程均如右图所示,则对该反应叙述正确的是（）A．正反应是吸热反应B．逆反应是吸热反应C．m+n>p+q D．m+n<p+q【难度】★★【答案】BD变式1：向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)ƒSO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如右图所示。

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．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段【难度】★★★【答案】D【解析】A项反应在c点时v正达最大值，随后v正逐渐减小，并非保持不变，故c点时反应未达平衡状态；B项由正反应速率变化曲线可知，a点的速率小于b点，但开始时通入SO2和NO2，反应由正反应方向开始，故a点反应物的浓度大于b点；C项在c点之前，反应物的浓度逐渐减小，容器的容积保持不变，v正逐渐增大说明反应的温度逐渐升高，该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量；D项由v正变化曲线可知，a～b段的正反应速率小于b～c段的正反应速率，Δt1＝Δt2时，a～b段消耗SO2的物质的量小于b～c段，故a～b段SO2的转化率小于b～c段。

变式2：应N2(g)+3H2(g)ƒ2NH3(g)+Q Q>0在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图，则图中氨的百分含量最低的时间段是（），氨的百分含量最高的时间段是（）A．t0－t1B．t2－t3C．t3－t4D．t5－t6【难度】★【答案】D A知识点2：含量-时间-温度（压强）图【例2】同压、不同温度下的反应：A（g）＋B（g）ƒC（g）+Q，A的含量和温度的关系如右图所示，下列结论正确的是（）A．T1＞T2，Q<0 B．T1＜T2，Q<0C．T1＞T2，Q>0 D．T1＜T2，Q>0【难度】★★【答案】C变式1：现有可逆反应A（g）＋2B（g）ƒnC（g）；Q>0，在相同温度、不同压强时，A的转化率跟反应时间（t）的关系如图4，其中结论正确的是（）A．p1＞p2，n＞3 B．p1＜p2，n＞3C．p1＜p2，n＜3 D．p1＞p2，n=3【难度】★★【答案】B变式2：在一定温度不同压强（P1＜P2）下，可逆反应2X(g)ƒ2Y(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（）【难度】★★【答案】B知识点3：恒压（温）线【例1】在容积一定的密闭容器中发生可逆反应A(g)＋2B(g)ƒ2C(g)+Q Q＜0，平衡移动关系如右图所示。