2018-2019年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 2.3.5 化学平衡图像学案设计 新人教版选修4.docx

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第5课时　化学平衡图像 学习目标 理解化学平衡图像的意义,掌握化学平衡图像题的解法。 学习过程 一、解题思路 (1)看懂图像 面:图像形状,横、纵坐标的含义;线:走向,变化趋势; 点:起点、终点、交点、拐点;是否需作辅助线(等温线、等压线)来定量分析图像中有关量的多少。 (2)联想规律,作出判断 ①　　　　浓度、　　　　压强、　　　　温度、加　　　　都可以使速率增大。 ②增加反应物浓度,减少生成物浓度,向　　　　反应方向移动, 增大压强,向　　　　反应方向移动,升高温度,向　　　　反应方向移动。 二、典型的化学平衡图像 【课内探究】1.物质的量(或浓度)—时间图像 【例1】某温度下,A、B、C三种物质的浓度随着时间变化的关系如图所示,则: (1)该反应的化学方程式为　。 (2)A、B的转化率分别为　。 【跟踪练习1】已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题: (1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线　　　　表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是　　　　。 (2)前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=　　　　molL-1min-1;反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是　。 (3)若要达到与最后相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是　　　　。 A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.升高温度 D.加入一定量的N2O4 2.速率—时间图像 【例2】观察下列图像特点,并描述出改变平衡的条件分别是什么? 下述图像的特点是:有一速率是　　　　改变的,另一速率是　　　　改变的。这是改变　　　　引起化学平衡移动的特征。 【跟踪练习2】 下述图线的特点是:正、逆反应速率都是　　　　改变的,且改变的　　　　不同。 这是改变　　　　和　　　　引起化学平衡移动的特征。 若　　　　或　　　　,都突然增大,若　　　　或　　　　,都突然减小。 3.某物质的转化率(或百分含量)—时间—温度/压强图像 【例3】对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A的转化率和温度的关系、B的转化率和压强的关系分别如图所示,则可判断出: T1　　　　T2,正反应　　　　热;P1　　　　P2;m+n　　　　p+q 【跟踪练习3】 对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下,反应物B的百分含量(B%)与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)判断压强高低: P1　　　　P2,m+n　　　　p+q; (2)判断温度高低: T1　　　　T2,正反应　　　　热。 4.某物质的转化率(或百分含量)—温度(或压强)图 【例4】对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) A的转化率和温度、压强的关系如图所示,则可判断出: 正反应　　　　热,m+n　　　　p+q。 【跟踪练习4】如可逆反应aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)　ΔH。在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图所示。则在下列空格处填写“大于”“小于”或“等于”。 (1)(a+b)　　　　(c+d); (2)ΔH　　　　0。 随堂检测 1.密闭容器中进行的可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,混合气体中B的质量分数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是(　　) A.T1c,正反应为吸热反应 B.T1>T2,p1p2,a+bT2,p1>p2,a+b>c,正反应为放热反应 2.有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是(　　) A.正反应是放热反应;m+n>p+q　　　　 B.正反应是吸热反应;m+np+q 3.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是(　　) A.①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应ΔH<0 B.②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像 C.③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,a是使用催化剂时的曲线 D.④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强p1>p2 4.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示: 下列说法中正确的是(　　) A.30~40min间该反应使用了催化剂 B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应 C.30min时降低温度,40min时升高温度 D.8min前A的反应速率为0.08molL-1min-1 5.将I2溶于KI溶液中,能配制成浓度较大的碘水,主要是发生了反应:I2(aq)+I-(aq)I3-。该平衡体系中,I3-的物质的量浓度与温度(T)的关系如图所示(曲线上的任何一点都代表平衡状态)。下列说法正确的是(　　) A.反应速率:vM>vP B.平衡常数:KNv(逆) 参考答案 自主学习 一、(2)①增大　增大　升高　催化剂　②正　体积缩小　吸热 【课内探究】【例1】(1)A+2B3C　(2)A的转化率=33.3%,B的转化率=66.7% 【跟踪练习1】答案:(1)X　b、d　(2)0.04　加入了0.4molNO2(或加入了NO2)　(3)BD 解析:(1)曲线X在0~10min达到平衡时浓度变化了0.4molL-1,而曲线Y在0~10min达到平衡时变化了0.2molL-1,所以可得X曲线为NO2的浓度变化曲线;达到平衡时浓度不再随时间而发生变化,所以b、d点均表示反应已达到平衡状态。 (2)NO2在0~10min达到平衡时浓度变化了0.4molL-1,所以用NO2表示的反应速率为0.04molL-1min-1;而在25min时,NO2的浓度由0.6molL-1突变为1.0molL-1,而N2O4的浓度在25min时没有发生改变,所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0.4molNO2。 (3)加入NO2后平衡正向移动,所以若要达到与最后相同的化学平衡状态,还可通过增大压强(缩小容器体积),使平衡也同样正向移动;或者采取降低温度的方法,使平衡正向移动;也可以向容器中充入一定量N2O4,因为这样相当于增大容器中气体的压强,使得NO2的转化率提高,即达到与最后的平衡相同的平衡状态。 【例2】逐渐　跳跃式　浓度 【跟踪练习2】跳跃式　程度　压强　温度　增大压强　升高温度　减小压强　降低温度 【例3】大于　吸　小于　小于 【跟踪练习3】(1)小于　小于　(2)大于　吸 【例4】吸　大于 【跟踪练习4】(1)小于　(2)大于 解析:看任一曲线,可知温度升高,A的转化率变大,这说明升温使平衡正移,故正反应为吸热反应,即ΔH>0。再垂直于横坐标画一直线,可知:温度相同时,压强越大,A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移,即(a+b)<(c+d)。 随堂检测 1.B　2.D　3.C　4.D　5.D