高二化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像

1、編 制審 核使 用理科方向選修班教學(xué)案編號(hào) 424 課 型學(xué) 案課 題（選 4）二單元專題 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的圖像 教學(xué)目標(biāo) 1. 化學(xué)平衡圖像的特征分析2.化學(xué)平衡圖像問題研究的重要思維方法一、怎樣分析圖像：“系、點(diǎn)、態(tài)、勢(shì)”要看清，平衡跟著大者行。（1）系：看清 縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量（2）點(diǎn)：看特殊點(diǎn)如原點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)（拐點(diǎn)）、交點(diǎn)、接點(diǎn)等.。有一系列問題值得去好好思考，如該不該通過原點(diǎn)？有沒有最高（或最低）點(diǎn)？為何有轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交點(diǎn)等？分清“漸變”和“突變”，看曲線連續(xù)還是跳躍，以搞清“接點(diǎn)”。（3）態(tài)：看物質(zhì)的聚集狀態(tài)，特別是研究與壓強(qiáng)有關(guān)的問題時(shí)，要看清是否是氣

2、體。（4）勢(shì)：看變化趨勢(shì)，要注意變化的方向、趨勢(shì)、程度，.如考慮是直線還是曲線？是上升還是下降？若是兩條或兩條以上的直線，斜率是否相同？這一系列的問題必須思考清楚。 . （5）平衡跟著大者行：誰大跟誰行，相等即平衡濃度：變者為突變，不變?yōu)闈u變；壓強(qiáng)：增壓都增大，大者變更大，減壓都變小，大者變更?。粶囟龋荷郎囟甲兇?，吸熱變更大，降溫都變小，吸熱變更??；催化劑：觸媒等增大，平衡不移動(dòng)，時(shí)間改變了。二、化學(xué)平衡的圖像分析1、組成 ( 含量 w% n c %)時(shí)間圖像例 1 已知某可逆反應(yīng)ma(g)nb(g) pc(g) h在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得在不同時(shí)間t 、溫度 t和壓強(qiáng) p與反應(yīng)物b在混合氣

3、中的百分含量b% 的關(guān)系曲線如圖所示.下列正確的是（） a.t1t2,p1p2,mnp,h0 b.t1 t2,p2p1,mnp,h0 c.t2 t1,p2p1,mnp,h0 d.t1 t2,p2p1,mnp,h0 高壓有利 b% 增大 , 說明增大壓強(qiáng), 平衡逆移，故m np. 由此可知，本題答案：ab%3tefghi小結(jié)：先拐先平，拐點(diǎn)平衡；高溫高壓，平衡先達(dá)；看清坐標(biāo)，含義要清。2、組成 ( 含量 w% n c %)條件（溫度、壓強(qiáng)）圖像例 2 下圖表示外界條件（溫度、壓力）的變化對(duì)下列反應(yīng)的影響. l（s） g （g） 2r(g) h0 在圖中 y軸是指（）a.平衡混合氣中r的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

4、b.平衡混合氣中g(shù)的體積分?jǐn)?shù) c.g的轉(zhuǎn)化率 d.l的轉(zhuǎn)化率解析由圖象可知 :t,y . g%,r%. 由反應(yīng)可知 :t, 平衡正移 . 反應(yīng)物 . 答案 : 例 3. 在容積相同的五個(gè)密閉容器中分別放入同量的 a2和 b2，在不同溫度下同時(shí)任其發(fā)生反應(yīng)：a2（g） 3b2(g) 2ab3（g） ，分別在某同一時(shí)刻測(cè)得其中ab3所占的體積分?jǐn)?shù)變化如圖所示. 下列說法不正確的是 ( ) a.正反應(yīng)是放熱反應(yīng) b.e、f 二點(diǎn)尚未達(dá)到平衡 c.h、i 二點(diǎn)尚未達(dá)到平衡 d.g、h、i 三點(diǎn)已達(dá)平衡狀態(tài)解析隨著溫度的升高反應(yīng)速率加快. 從 g到 h、i，ab3% 所占的體積分?jǐn)?shù)降低，能得出正反應(yīng)是放

5、熱反應(yīng)；e、f 兩點(diǎn) ab3% 比 g點(diǎn)低，原因是低溫下反應(yīng)速率慢，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài). 選_ 例 4.右圖為條件一定時(shí),反應(yīng)2noo2 2no2中 no 的最大轉(zhuǎn)化率與溫度變化關(guān)系曲線圖,圖中有a、b、c、d、e 五點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)，且 v正 v逆的點(diǎn)是 ( ) a.b 和 c b.a 和 ec.e d.a 和 c 解析： 當(dāng)條件一定時(shí)， 反應(yīng)的最大轉(zhuǎn)化率一定是達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)。該圖像與初中所學(xué)的溶解度曲線很相似。 a、d 所在的曲線上所有的點(diǎn)均為平衡時(shí)的狀態(tài)。曲線上下的點(diǎn)均為非平衡時(shí)的狀態(tài)。反應(yīng)從非平衡自發(fā)達(dá)平衡。從圖中可看出，b、 c 所在狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率小于該溫度平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率。說明反應(yīng)

6、向_方向進(jìn)行。即v正v逆。而 e 所在狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率大于該溫度平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。即v正v逆。故本題選 _.。小結(jié)：定一議二，線上平衡；注意趨勢(shì)，看清坐標(biāo)。1.01105app101.016ap101.017ay(t)溫度tno( )oabcde3. 速率時(shí)間圖像：此類圖像定性地揭示了v正、v逆隨時(shí)間（含條件改變對(duì)速率的影響）而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的逆、等、動(dòng)、定、變的基本特征，并可用于判斷平衡移動(dòng)的方向此類圖像要注意結(jié)點(diǎn)、趨勢(shì)、正逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小等。例 5. 對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)x+yz+w ，在其他條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率變化圖像如圖所示，則圖像中

7、關(guān)于x、y、z、w四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為 az、w均為氣體， x、y中有一種是氣體bz、w中有一種是氣體，x、y皆非氣體cx、y、z、w皆非氣體dx、y均為氣體， z、w中有一種為氣體分析 ：容易錯(cuò)選b，認(rèn)為增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)由圖可知增大壓強(qiáng)，加快了正、 逆反應(yīng)， 但逆反應(yīng)速率增大的幅度大于正反應(yīng)速率增大的幅度，由此而導(dǎo)致平衡向左移動(dòng)而壓強(qiáng)的改變，只影響氣體反應(yīng)的速率，選項(xiàng)b所言的 x、y皆非氣體即其正反應(yīng)速率不受影響，故正確答案為a例 6現(xiàn)有容積為2l 的密閉容器，進(jìn)行反應(yīng)a（g） 2b（g）3c （g）其中 b物質(zhì)的正反應(yīng)速率v正與逆反應(yīng)速率v逆隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖，則圖

8、中陰影部分的面積可表示. 分析： 本圖像結(jié)合物理上的位移知識(shí)很容易得到答案，其代表 b的物質(zhì)的量濃度的減少例 7. 如圖表示反應(yīng)n2(g)+3h2(g) 2nh3(g)； h0 在某一時(shí)間段中反應(yīng)速就率與反應(yīng)過程的曲線關(guān)系圖,則圖中氨的百分含量最低的時(shí)間段是: a0 t1bt2t3ct3t4dt5t6 分析：本題是由速率-時(shí)間圖像來研究平衡的新題型，本題容易錯(cuò)選c,誤認(rèn)為速率越大，含量越高，應(yīng)注意由正逆反應(yīng)速率大小分析平衡移動(dòng)的方向，故正確答案應(yīng)為d。小結(jié)：突變與漸變，條件是關(guān)鍵；移動(dòng)跟著大者行，速率大小要看清；4、濃度時(shí)間圖像此類圖象能說明各平衡體系組分（或某一成份） 在反應(yīng)過程中的變化情況

9、解題時(shí)要注意各物質(zhì)曲線的折點(diǎn)（達(dá)平衡時(shí)刻） ，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系等情況例 8. 右圖表示800時(shí) a、b、c三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況，t1是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間試回答：（1）該反應(yīng)的反應(yīng)物是_；（2）反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是_；（3）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _分析起始時(shí) a的濃度為2.0mol l，b、c的濃度為0，隨著時(shí)間的推移，a的濃度降低為1.2mol l， c的濃度升高為1.2mol l， b的濃度升高為0.4mol/l t1時(shí)刻后各物質(zhì)濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)平衡，得出a為反應(yīng)物， b、c為產(chǎn)物，它們濃度變化的差值之比為化學(xué)方程式中各物質(zhì)的

10、化學(xué)計(jì)量數(shù)之比故正確答案為（1）a；（ 2）40；（ 3） 2a b3c例 9.可逆反應(yīng) n23h22nh3h0 ,從反應(yīng)開始經(jīng)t1秒達(dá)平衡狀態(tài)， 因條件改變，平衡在 t2秒時(shí)發(fā)生移動(dòng)， 在 t3秒時(shí)， 又達(dá)到新的平衡狀態(tài).試根據(jù) t2 t3秒曲線判斷， 下列圖1、圖 2 所表示的平衡移動(dòng)方向和變化條件各是什么？圖 1 圖 2解析圖 1 中 t2t3曲線與原來連續(xù)變化，說明只可能為改變_引起 .nh3濃度下濃間時(shí)(t)度c1234nhh23t1tt23(t)時(shí)間41231tt23tnh3n2降,h2濃度增大 , 說明平衡是逆向移動(dòng), 故變化的條件是_. 圖 2 中 ,t2時(shí)改變條件前后nh3的

11、濃度連續(xù)變化，而n2濃度突變，說明只能是增加_濃度引起，平衡正向移動(dòng). 小結(jié)：變化符合計(jì)量數(shù)，可逆符號(hào)記心中，突變漸變看條件，聚集狀態(tài)要看清。5. 速率條件圖像該類圖像要注意坐標(biāo)的意義和曲線的變化趨勢(shì)，注意條件對(duì)反應(yīng)速率影響。例 10. 對(duì)于可逆反應(yīng)：a2（g） 3b2（g）2ab3（g）;h0 下列圖像中正確的是 分析該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小且放熱的反應(yīng)圖像a正確，因?yàn)闇囟壬?，正逆反?yīng)都加快， 在二曲線相交處可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，交點(diǎn)后逆反應(yīng)速率的增加更為明顯，與正反應(yīng)是放熱反應(yīng)相符針對(duì)該反應(yīng)特點(diǎn)，只升溫而使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，a的含量增加；只加壓而使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，a的含量減少，

12、 b也正確對(duì)可逆反應(yīng)，溫度越高，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，c不合題意圖像d表示的意義是：增大壓強(qiáng)逆反應(yīng)速率的加快比正反應(yīng)明顯，與本反應(yīng)是氣體體積減小的特點(diǎn)相悖，故正確答案為a、b小結(jié)：交點(diǎn)趨勢(shì)要看清，坐標(biāo)意義要分明鞏固練習(xí)（一）選擇題1如右圖所示表示平衡混合物中x 的百分含量在不同的壓強(qiáng)下，隨溫度變化的情況，在下列平衡體系中，x 可以代表用下橫線標(biāo)明的物質(zhì)（反應(yīng)中各物質(zhì)為氣態(tài)）的是（）an2+3h22nh3h0 bh2+i22hi+ h0 c2so32so2+o2h0 d4nh3+5o24no+6h2o h 0 2 在容積固定的4l 密閉容器中，進(jìn)行可逆反應(yīng)：x（氣） +2y（氣）2z（氣）并達(dá)到平

13、衡，在此過程中，以 y 的濃度改變表示的反應(yīng)速率(正)、(逆) 與時(shí)間 t 的關(guān)系如右圖，如圖中陰影部分面積可表示（）ax 的物質(zhì)的量濃度的減少by 的物質(zhì)的量的減少cz 的物質(zhì)的量濃度的增加dx 的物質(zhì)的量的減少3今有反應(yīng)x(g)+y(g) 2z(g) h0 若反應(yīng)開始經(jīng) t1秒后達(dá)到平衡，又經(jīng)t2秒后，由于反應(yīng)條件的改變使平衡破壞，則t3時(shí)又達(dá)到平衡，如圖表示，試分析，以 t2到 t3秒曲線變化的原因是（）a增大了x 和 y 的濃度b使用了催化劑c增加了反應(yīng)體系的壓強(qiáng)d升高了反應(yīng)的溫度4可逆反應(yīng)n2o5n2o4+21o2h0 在 t1時(shí)達(dá)到平衡，然后在t2時(shí)開始加熱，至一定溫度后停止加熱并

14、恒溫，到t3時(shí)又建立平衡，下列各圖解表示上述情況的是（）a b c d 5可逆反應(yīng)ax(氣)+by( 氣) cz(氣)+dw( 氣) h=q 在壓強(qiáng) p1、p2溫度 t1、 t2下，產(chǎn)物w 的質(zhì)量（ m）與反應(yīng)時(shí)間t 的關(guān)系如圖。下列各項(xiàng)正確的是（）ap1p2bq0 ct1t2 dc+da+b 6都符合兩個(gè)圖象的反應(yīng)是（c%表示反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，v 表示速率， p 表示壓強(qiáng)， t 表示時(shí)間） （）（1）（2）an2o3(g) no2(g)+no(g) h0 b2no2(g)+h2o(1) 2hno3(1)+no(g) h0 c4nh3(g)+5o2(g) 4no(g)+6h2o(g) h0 dc

15、o2(g)+c(s) 2co(g) h0 c%ttt500 c200 c500 co200 coc%oc%o200 co500 coc%t200 co500 co7對(duì)于反應(yīng)a( 氣 )+2b(氣) 2c(氣) h0，下面各圖能正確反映在這一反應(yīng)中，反應(yīng)時(shí)間 t，溫度 t 與平衡混合物中c 的百分含量關(guān)系的是（）a b c d 8在某恒容的密閉容器中，a（ g） b（g）x c（g）有如圖所示的關(guān)系曲線，其中v（c）%表示 c 在平衡混合氣體中體積分?jǐn)?shù)，下列說法正確的是：a.溫度： t1t2b.壓強(qiáng)： p1p2c.該正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)d.x 的值是 1 9右圖中， a曲線表示一定條件下可逆反應(yīng)x(

16、g)+y(g) 2z(g)+w(s)h0 的反應(yīng)過程，若使a曲線變?yōu)?b 曲線，可采取的措施是（）a降低溫度b增大 y 的濃度c加入催化劑d增大體系壓強(qiáng)10在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：ax(氣)+by( 氣) cz(氣)+dw( 氣 )，反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將氣體壓縮到原來的21體積，當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí)，w 的濃度為原平衡的1.8 倍，下列敘述中不正確的是（）a平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)ba+bc+d cz 的體積分?jǐn)?shù)增加dx 的轉(zhuǎn)化率下降11對(duì)于可逆反應(yīng)：a2(g)+3b2(g) 2ab3(g) h 0，下列圖像中正確的是（）12對(duì)于可逆反應(yīng)：a(g) + 2b(g) 2c(g)； h0，下列圖

17、像中可能正確的是（）v（ c） % t2，p2t1，p2t1，p1i iii ii 時(shí)間13、 （07福建理綜）下圖是在恒溫密閉容器中進(jìn)行的某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相符的是a、反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等b、該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)i后，增大反應(yīng)物的濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡態(tài)ii c、該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)i以后，減小反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡態(tài)ii d、同一種反應(yīng)物在平衡態(tài)i 和平衡態(tài)ii 時(shí)濃度不相等。（二）填空題14對(duì)于吸熱反應(yīng)a(g)+b(g) c(g)+d(g) a 的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)（p）和溫度（ t）的關(guān)系如圖所示則t1、t2、t3的關(guān)系是 _. 15在一定條件下，可逆反應(yīng)a+bm c 的變化如右圖所示，已知縱坐標(biāo)表示在不同溫度和壓強(qiáng)下生成物c 在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，p 為反應(yīng)在t2的溫度時(shí)達(dá)到平衡后向容器加壓的變化情況，問：（1）溫度 t1