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文檔簡介

1、可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志及判斷在一定條件下的可逆反應里,當正反應速率與逆反應速率相等時,反應物和生成物的物質的量濃度不再發(fā)生改變的狀態(tài),叫化學平衡狀態(tài)。其特點有:(1)“逆”:化學平衡研究的對象是可逆反應。(2)“等”:化學平衡的實質是正、逆反應速率相等,即:v(正) v(逆)。(3)“動”:v(正) v(逆) 0(4)“定”:平衡體系中,各組分的濃度、質量分數(shù)及體積分數(shù)保持一定(但不一定相等),不隨時間的變化而變化。(5)“變”:化學平衡是在一定條件下的平衡,若外界條件改變,化學平衡可能會分數(shù)移動。(6)“同”:在外界條件不變的前提下,可逆反應不論采取何種途徑,即不論由正反應開始還是由逆反

2、應開始,最后所處的平衡狀態(tài)是相同的,即同一平衡狀態(tài)??赡娣磻_到平衡狀態(tài)的標志及判斷方法如下:以mA(g) + nB(g)  pC(g)+ qD(g)為例:一、直接標志:速率關系:正反應速率與逆反應速率相等,即:A消耗速率與A的生成速率相等,A消耗速率與C的消耗速率之比等于m : p;反應體系中各物質的百分含量保持不變。二、間接標志:混合氣體的總壓強、總體積、總物質的量不隨時間的改變而改變(m + n p + q);各物質的濃度、物質的量不隨時間的改變而改變;各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變。對于密閉容器中的可逆反應:mA(g) + nB(g)  pC(g)+

3、 qD(g)是否達到平衡還可以歸納如下表:化學反應mA(g) + nB(g)  pC(g)+ qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量各物質的物質的量或物質的質量分數(shù)一定平衡各物質的質量或質量分數(shù)一定平衡各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡總體積、總壓強、總物質的量一定不一定平衡正、逆反應速率之間的關系在單位時間內消耗了m mol A,同時也生成了m mol A,即v(正) v(逆)平衡在單位時間內消耗了n mol B,同時也消耗了p mol C,即v(正) v(逆)平衡v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q ,v(正) 不一定等于v(逆)不一定平衡

4、在單位時間內生成了n mol B,同時也消耗了q mol D,即敘述的都是v(逆)不一定平衡壓強其它條件一定、總壓強一定,且m + n p + q平衡其它條件一定、總壓強一定,且m + n p + q不一定平衡混合氣體的平均相對分子質量平均相對分子質量一定,且m + n p + q平衡平均相對分子質量一定,且m + n p + q不一定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時平衡氣體的密度密度一定不一定平衡顏色反應體系內有色物質的顏色穩(wěn)定不變平衡三、例題分析:【例題1】可逆反應:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g),在體積固定的密閉容器中,達到平衡狀態(tài)的標志是 單位時間內

5、生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO 用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2 : 2 : 1的狀態(tài) 混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) 混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) 混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài) 混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)A.     B.      C.     D. 全部解析:單位時間內生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NO2時,必消耗n mol O2,能說明反應達到平衡;

6、不能說明;中無論達到平衡與否,化學反應速率都等于化學計量系數(shù)之比;有顏色的氣體顏色不變,則表示物質的濃度不再變化,說明反應已達到平衡;體積固定,氣體質量反應前后守恒,密度始終不變;反應前后V 0,壓強不變,意味著各物質的含量不再變化;由于氣體的質量不變,氣體的平均相對分子質量不變時,說明氣體中各物質的量不變,該反應V 0,能說明該反應達到平衡。答案:A點撥:化學平衡狀態(tài)的根本標志是:v(正) v(逆),各組分百分含量不變。在解題時要牢牢抓住這兩個根本標志,并明確氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質量的變化與根本標志的關系,才能全面分析,正確作答。【例題2】在一定溫度下的恒容密閉容器中,能說明

7、反應X2(g) + Y2(g) 2XY(g)已達到平衡的是:A容器內的總壓不隨時間變化B容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變化CXY氣體的物質的量分數(shù)不變DX2和Y2的消耗速率相等解析:該反應的特點:首先是可逆反應,其次是反應前后氣體體積相等。根據(jù)壓強之比等于氣體物質的量之比的推斷,該反應在整個反應過程中總壓強是不變的,A不能說明該反應已經(jīng)達到平衡。同理推斷,容器中氣體的平均相對分子質量始終不隨時間變化,B不能說明該反應已經(jīng)達到平衡。X2和Y2的化學計量數(shù)相等,其消耗速率始終相等,D不能說明該反應已經(jīng)達到平衡。C選項符合題意,能說明該反應已經(jīng)達到平衡。答案:C點撥:結合化學反應方程式的特點,

8、反應前后系數(shù)不變,正確利用直接標志與間接標志判斷。【例題3】在一定溫度下可逆反應A(g) + 3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是:AC的生成速率與C的分解速率相等B單位時間生成n mol A,同時生成3n mol BCA、B、C的濃度不再發(fā)生變化DA、B、C的分子個數(shù)比為1 : 3 : 2解析:化學平衡的標志是正反應速率與逆反應速率相等,C的生成速率是正反應速率,C的分解速率是逆反應速率,因此A選項正確;A、B、C的濃度不再發(fā)生變化,是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn),因此選項C正確;B選項中由于A、B都是逆反應速率,與正反應無關,因此錯誤;A、B、C的分子個數(shù)比為1 : 3 : 2的偶然存在性,不能作

9、為判斷平衡標志的依據(jù)。答案:A、C點撥:化學平衡的標志: v(正) v(逆);反應混合物中各組分的濃度和含量不變。用速率描述時,一定要注意一“正”、一“逆”,且相等?!揪毩?】對于可逆反應2HI(g) I2(g) + H2(g),下列敘述能夠說明已達到平衡狀態(tài)的是A各物質的量的濃度比2 : 1: 1B容器內的總壓不隨時間變化C斷裂2 mol HI鍵的同時生成1 mol II鍵D混合氣體的顏色不再變化時答案:D點撥:該反應的特點是反應前后氣體物質的化學計量系數(shù)和相等,因此壓強始終保持不變;因此B選項錯誤;在反應過程中的任意時刻斷裂2 mol HI鍵的同時生成1 mol II鍵,因此C選項錯誤?!?/p>

10、練習2】在恒容密閉容器中,不能作為反應2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)達到平衡的標志是:A混合氣體的分子數(shù)之比為2 : 1: 2B混合氣體的壓強不再發(fā)生變化C混合氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生變化D混合氣體的密度不再發(fā)生變化答案:A、D點撥:A選項是在特殊情況下出現(xiàn)的情況,B、C選項均說明混合氣體的物質的量不再變化,D選項利用公式d m/V, m、V不變,所以密度一直不變?!揪毩?】在一定溫度下的密閉容器中,當物質的下列物理量不再變化時,表明反應A(s) + 2B(g)C(g) + D(g)已達到平衡的是A. 混合氣體的壓強    

11、0;       B. 混合氣體的密度  C. B的物質的量濃度           D. 氣體的總物質的量解析:題給反應是一個反應前后氣體分子總數(shù)不變的可逆反應。顯然混合氣體壓強和總的物質的量始終保持不變,不能用來判斷反應是否達到平衡;由于A是固體,所以密度是一個變化量,那么B的濃度也是一個變化量,因此當混合氣體的密度、B的物質的量濃度不再變化時,說明反應已達平衡。答案:B、C四:應注意的問題:(1)正逆反應速率相等與反應混

12、合物中各組分的百分含量均保持不變是判斷化學平衡狀態(tài)的基本方法。這兩個關系中的任何一個都可以單獨用作判斷化學反應是否達到平衡狀態(tài)的標準。(2)在mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g)反應中,v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q,在應用v(正) v(逆)判斷化學平衡狀態(tài)時要充分注意這一點。(3)化學平衡狀態(tài)中,反應混合物里各組成成分的濃度(或百分比含量)保持不變,但是反應混合物里各組成成分的濃度(或百分含量)保持不變的化學反應狀態(tài)并不一定是化學平衡狀態(tài)。因此,在應用反應混合物里各組成成分的濃度、百分含量、物質的顏色、氣體的壓強、氣體的密度、氣體的

13、平均摩爾質量等判斷化學平衡狀態(tài)時,一定要慎重。(4)向氣相化學平衡體系加入惰性氣體以后,化學平衡是否被破壞,要按照“增大氣體壓強,化學平衡向氣體體積縮小的反應方向移動;減小壓強化學平衡向氣體體積擴大的反應方向移動”的原則作分析判斷。(5)物質的化學變化都伴隨著能量的變化。處在絕熱容器內的可逆反應,當體系內的溫度恒定時,化學反應的狀態(tài)是平衡狀態(tài)?;瘜W平衡狀態(tài)的標志習題1.在一定溫度下的定容密閉容器中,當下列物理量不再變化時,表明反應:A(s)2B(g) C(g)D(g)已達平衡的是 A、混合氣體的壓強 B、混合氣體的密度 C、B的物質的量濃度 D、氣體總物質的量2.達到化學平衡的條件是 A、逆反

14、應停止進行 B、反應物與生成物濃度相等 C、正反應與逆反應停止進行 D、正反應和逆反應速率相等。6.下列反應在密閉容器中進行,aA(g)bB(g)mC(G)nD(g),表示其已達到平衡狀態(tài)的敘述中正確的是 A、平衡時的壓強與反應起始的壓強之比為mn/abB、用物質A表示的反應速度與物質C表示的反應速度之比為a/mC、物質B的濃度不隨時間而改變 D、單位時間內x mol B參加反應同時有x mol B生成 10.在恒溫、恒容下,當反應容器內總壓強不隨時間變化時,下列可逆反應一定達到平衡的是 A、A(氣)B(氣)C(氣) B、A(氣)2B(氣)3C(氣)C、A(氣)B(氣)C(氣)D(氣) D、以

15、上都達到平衡12.在一定溫度下,可以說明可逆反應:A2(氣)B2(氣)2AB(氣)已達到平衡的是:(a)單位時間內生成n摩爾A2,同時生成n摩爾B2;(b)單位時間內生成2n摩爾AB,同時生成n摩爾B2;(c)單位時間內生成n摩爾A2,同時消耗n摩爾B2;(d)容器內的總壓強不隨時間變化而變化A、(a) (b)(c)(d) B、只有(a) (b)(c) C、只有(b)(c) D、只有(b)13.能夠充分說明在恒溫下的密閉容器中反應:2SO2O22SO3,已經(jīng)達到平衡的標志是 A、容器中SO2、O2、SO3共存 B、容器中SO2和SO3的濃度相同C、容器中SO2、O2、SO3的物質的量為2:1:

16、2 D、容器中壓強不隨時間的變化而改變14.在2NO2 N2O4的可逆反應中,下列狀態(tài)一定屬于平衡狀態(tài)的是 A、N2O4和NO2的分子數(shù)比為1:2 B、N2O4和NO2的濃度相等C、平衡體系的顏色一定不再改變 D、單位時間1 mol N2O4變?yōu)镹O2的同時,2 mol NO2變?yōu)镹2O415、可逆反應: 在密閉容器中反應,達到平衡狀態(tài)的標志是:單位時間內生成n molO2的同時生成2n molNO2;單位時間內生成n molO2,同時生成2n mol NO;用NO2、NO、O2 的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2 : 2 : 1的狀態(tài);混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài);混合氣體的密度不再改

17、變的狀態(tài); 混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài) A. B. C. D. 17、一定溫度下,可逆反應A2(g)3B2(g) 2AB3(g)達到平衡的標志是A容器內每減少1mol A2,同時生成2mol AB3 B容器內每減少1mol A2,同時生成3mol B2C容器內A2、B2、AB3的物質的量之比為1:3:2 D.容器內A2、B2、AB3的物質的量濃度之比為1:1:119、可逆反應在2A(g) + 3B(g) = 3C(g)一定條件下,使一定量的A和B反應達到平衡狀態(tài)時,下列說法正確的是 A平衡混和物的體積是反應剛開始時的3/5 B平衡混和物中各物質的濃度比為2 :3:3C單位時間內若

18、消耗了a mol A,必須同時也消耗了1.5 a mol C D.平衡混和物中各物質的濃度相等20在恒溫下的密閉容器中, 有可逆反應: 2NO + O2 2NO2 (正反應為放熱反應), 不能說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是 A、正反應生成NO2的速率和逆反應生成O2的速率相等 B、反應容器中壓強不隨時間的變化而變化C、混合氣體顏色深淺保持不變 D、混合氣體的平均分子量不隨時間變化而變化23、可以證明可逆反應N2 + 3H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是:一個NN斷裂的同時,有3個HH鍵斷裂 一個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵斷裂其它條件不變時,混合氣體平均式量不再改變 保持其它條件不變時,體系壓強不再改

19、變NH3、N2%、H2%都不再改變 恒溫恒容時,密度保持不變 正反應速率v(H2)=0.6mol/L·min,逆反應速率v(NH3)=0.4mol/L·minA.全部 B.只有 C. D.只有24、在密閉容器中通人一定量的HI氣體,使其在一定條件下發(fā)生反應:2HI H2+I2 (氣) 。下列敘述中一定屬于平衡狀態(tài)的是:A. HI、H2、I2濃度相等 B. 混合氣體顏色不變 C. 混合氣體的總壓不變 D. v(HI):v(H2):v(I2)=2:1:1化學平衡移動一、勒沙特列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。二、影響

20、化學平衡的條件(1)濃度(連通器原理)(2)壓強(彈簧原理)A壓強對化學平衡的影響實質是濃度的影響。如果改變壓強不能改變濃度,則平衡不移動。如沒有氣體參加的反應,不改變容器體積時充入惰性氣體等。B對正逆反應影響程度相同時,平衡不移動。C高壓高密度,低壓低密度。(3)溫度(烘火原理)三、化學平衡移動方向改變一個條件化學平衡移動方向化學平衡移動結果增大反應物濃度向正反應方向移動反應物濃度減小減小反應物濃度向逆反應方向移動反應物濃度增大增大生成物濃度向逆反應方向移動生成物濃度減小減小生成物濃度向正反應方向移動生成物濃度增大增大體系壓強向氣體體積減小的反應方向移動體系壓強減小減小體系壓強向氣體體積增大

21、的反應方向移動體系壓強增大升高溫度向吸熱反應方向移動體系溫度降低降低溫度向放熱反應方向移動體系溫度升高四、速率與平衡圖像濃度: 增濃都增大,減濃都減小,變者為突變,不變?yōu)闈u變;壓強: 增壓都增大,大者變更大,減壓都變小,大者變更小;溫度: 升溫都變大,吸熱變更大,降溫都變小,吸熱變更??;催化劑:觸媒等增大,阻化等減小,平衡不移動,時間改變了。1在已經(jīng)處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)生變化,其中一定能表明平衡移動的是 ( )A反應混和物的濃度B反應物的轉化率C正、逆反應速率D反應混和物的壓強2在下列平衡體系中,保持溫度一定時,改變某物質的濃度,混合氣體的顏色會改變;改變壓強時,顏色也會改變

22、,但平衡并不移動,這個反應是 ( )A2NOO2 2NO2BBr2(g)H2 2HBrCN2O4 2NO2D6NO4NH3 5N23H2O3在某溫度下,反應ClF(g) + F2(g) ClF3(g)(正反應為放熱反應)在密閉容器中達到平衡。下列說法正確的是 ( )A溫度不變,縮小體積,Cl F的轉化率增大B溫度不變,增大體積,Cl F3的產(chǎn)率提高C升高溫度,增大體積,有利于平衡向正反應方向移動D降低溫度,體積不變,F(xiàn)2的轉化率降低4已建立化學平衡的可逆反應,當改變條件使化學反應向正反應方向移動時,下列有關敘述正確的是 ( )生成物的百分含量一定增加 生成物的產(chǎn)量一定增加 反應物轉化率一定增大

23、 反應物濃度一定降低 正反應速率一定大于逆反應速率 使用了合適的催化劑ABCD5在一密閉容器中,反應aA(g) bB(g)達平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當達到新平衡時,B的濃度是原來的60%,則 ( )A平衡向逆反應方向移動了B物質B的質量分數(shù)增加了C物質A的轉化率減小了Dab6在一固定容積的密閉容器中充入2mol NO2,一定溫度下建立如下平衡:2NO2(g) N2O4此時平衡混合氣體中NO2的體積分數(shù)為x%;若再充入1mol N2O4,在溫度不變的情況下,達到新平衡時,測得NO2的體積分數(shù)為y%,則x和y的大小關系正確的是 ( )AxyBxyCxyD不能確定7下列事實中,不能

24、用列夏特列原理解釋的是 ( )A溴水中有下列平衡:Br2H2OHBrHBrO當加入AgNO3溶液后溶液顏色變淺B對二氧化硫的品紅溶液加熱可使顏色變深C反應CONO2CO2NO(正反應放熱),升高溫度可使平衡向逆反應方向移動D合成氨反應N23H22NH3(正反應放熱)中使用催化劑8在密閉容器中進行H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)+Q;反應達到平衡后,欲使顏色加深,應采取的措施是 ( )A升溫B降溫C減小容器體積D增大容器體積9在體積可變的密閉容器中,反應mA(g)+nB(s) pC(g)達到平衡后,壓縮容器的體積,發(fā)現(xiàn)A的轉化率隨之降低。下列說法中,正確的是 ( )A(m+n)必定小于p

25、B(m+n)必定大于pCm必定小于pDn必定大于p10某溫度下,體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應:X(g)Y(g) Z(g)W(s);H0,下列敘述正確的是 ( )A加入少量W,逆反應速率增大 B當容器中氣體壓強不變時,反應達到平衡C升高溫度,平衡逆向移動D平衡后加入X,上述反應的H增大11一定條件下將2mol SO2和2mol SO3氣體混合于一固定容積的密閉容器中,發(fā)生反應2SO2O2 2SO3平衡時SO3為n mol,在相同溫度下,分別按下列配比在上述容器中放入起始物質,平衡時SO3的物質的量可能大于n的是 ( )A1 mol SO21 mol O2 1 mol SO3B4 mol

26、SO2 1 mol O2C2 mol SO21 mol O2 2 mol SO3D2 mol SO2 1 mol O212下列說法中正確的是 ( )A可逆反應的特征是正反應速率和逆反應速率相等B在其他條件不變時,升高溫度可以使化學平衡向放熱反應的方向移動C在其他條件不變時,增大壓強會破壞有氣體存在的反應的平衡狀態(tài)D在其他條件不變時,使用催化劑可以改變化學反應速率,但不能改變化學平衡狀態(tài)13在一定條件下,向5L密閉容器中充入2mol A氣體和1mol B氣體,發(fā)生可逆反應:2A(g)B(g) 2C(g),達到平衡時容器內B的物質的量濃度為0.1mol/L,則A的轉化率為 ( )A67%B50%C

27、25%D5%14對于平衡體系:aA(g)+bB(g) cC(s)+dD(g)+Q;有下列判斷,其中不正確的是( )A若容器容積不變,升高溫度。各氣體的相對分子質量一定增大B若從正反應開始,平衡時A、B的轉化率相等,則A、B的物質的量之比為abC達到平衡時,有amol A消耗的同時有b mol B生成D若容器為體積不變的密閉容器且a+b=c+d,則當升高容器內溫度時。平衡向左移動,容器中氣體的壓強增大15某溫度下,在一容積可變的容器中,反應2A(g)+B(g) 2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mo1保持溫度和壓強不變。對平衡混合物中三者的物質的量做如下

28、調整可使平衡右移的是 ( )A均減半B均加倍C均增加l molD均減小1 mol16反應:PCl5(g) 2PCl3(g)+C12(g) 2HI(g) H2(g)+I2(g) 8NO2(g) N2O+3N2O5 在一定條件下。達到化學平衡時,反應物的轉化率均為a,若保持各反應的溫度和容器的體積都不改變。分別再加入一定量的各自的反應物,則轉化率 ( )A均不變B增大,不變,減小C均增大D減小,不變,增大17在一定條件下化學反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);DH= -197 kJ/mo1現(xiàn)有容積相同的甲、乙、丙三個容器,在上述條件下分別充入的氣體和反應放出的熱量(Q)如下表所列:容

29、器SO2(mo1)O2(modN2(mo1)Q(kJ)甲2l0Q1乙l0.50Q2丙l0.5lQ3根據(jù)以上數(shù)據(jù),下列敘述不正確的是 ( )A在上述條件下反應生成1 mol SO3氣體放熱98.5 KjB在上述條件下每摩爾O2反應進行到底時放出的熱量為197 kJCQl=2Q2=2Q3=197D2Q2=2Q3<Q1<19718某溫度下,在固定容積的密閉容器中,可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡時,各物質的物質的量之比是n(A)n(B) n(C)=22l。保持溫度不變,以221的物質的量之比再充入A,B,C,則 ( )A平衡向正方向移動B平衡不發(fā)生移動CC的體積分數(shù)減小D

30、C的體積分數(shù)不變19已知合成氨的反應為:在一定條件下達到化學平衡,現(xiàn)升高溫度使平衡發(fā)生移動,下列圖像中能正確描述正、逆反應速率(v)變化的是 ( )A BCD20在一定溫度下,容器內某一反應中M、N的物質的量n隨反應時間t變化的曲線如圖所示,下列表述中正確的是 ( )A反應的化學方程式為2MNBt2時,正逆反應速率相等,達到平衡Ct3時,正反應速率大于逆反應速率Dt1時,N的濃度是M濃度的2倍21已知反應,A的轉化率與p、T的關系如圖,根據(jù)圖示可以得出的正確結論是 ( )A正反應吸熱,B正反應吸熱,CD正反應放熱,22在密閉容器中進行下列反應:M(氣)N(氣) R(氣)2L此反應符合下面圖像,

31、下列敘述是正確的是 ( )A正反應吸熱,L是氣體B正反應吸熱,L是固體C正反應放熱,L是氣體D正反應放熱,L是固體或液體23已知可逆反應aA + bBcC中,物質的含量A%和C%隨溫度的變化曲線如圖所示,下列說法正確的是 ( )A該反應在T1 ;T3溫度時達到過化學平衡B該反應在T2溫度時達到過化學平衡C該反應的逆反應是放熱反應D升高溫度,平衡會向正反應方向移動24對于達到平衡的可逆反應X + YW + Z,其他條件不變時,增大壓強,正、逆反應速率(v)變化的情況如圖所示。下列對X、Y、W、Z四種物質狀態(tài)的描述正確的是( )AW、Z均為氣體,X、Y中只有一種為氣體BX、Y均為氣體,W、Z中只有

32、一種為氣體CX、Y或W、Z中均只有一種為氣體DX、Y均為氣體,W、Z均為液體或固體25已知:C(s)CO2(g) 2CO(g);H0。該反應的達到平衡后,下列條件有利于反應向正方向進行的是 ( )A升高溫度和減小壓強B降低溫度和減小壓強C降低溫度和增大壓強D升高溫度和增大壓強十類化學平衡圖像題例析化學平衡圖像題,一是以時間為自變量的圖像;二是以壓強或溫度為自變量的圖像。從知識載體角度看,其一判斷化學平衡特征;其二應用勒夏特列原理分析平衡移動過程;其三逆向思維根據(jù)圖像判斷可逆反應的有關特征;其四綜合運用速率與平衡知識進行有關計算。解題關鍵 一是讀圖,弄清圖像含義,通過觀察弄清橫坐標、縱坐標的含義

33、及單位;搞清特殊點的意義,如坐標軸的“0”點,曲線的起點、終點、交叉點、極值點、轉折點等;分析曲線的變化趨勢如斜率大小、升降。二是識圖,進行信息提取,挖掘隱含信息、排除干擾信息、提煉有用信息,在統(tǒng)攝信息的基礎上進行邏輯推理或運用數(shù)據(jù)計算。三是用圖,聯(lián)想化學原理解答問題。1. 以速度-時間(v-t)圖像計算平衡濃度例1 在容積固定為2L的密閉容器中,充入X、Y氣體各2mol,發(fā)生可逆反應:X(g)+2Y(g) 2Z(g),并達平衡,以Y的濃度改變表示的反應速度與時間t的關系如圖所示,則Y的平衡濃度表達式正確的是(式中S是對應區(qū)域的面積)( )A、2-Saob B、1-Saob C、2-Sabdo

34、 D、1-Sbod解析 根據(jù)v-t曲線計算反應物的平衡濃度,初看題目似乎無從下手,若靜心思考,從定義出發(fā),Y減少的濃度CY=vt,隨著反應進行,逆反應同時生成部分Y,因此Y的平衡濃度為初始濃度與消耗濃度之差。瞬時速率與時間的乘積即為微小矩形的面積,累積計算則Y減少的濃度表示為Saobd,Y增加的濃度表示為Sobd,則Y的平衡濃度表示為:1-(Saodb-Sobd)=1-Saob,故選B。2. 以v-t圖像描述化學平衡移動的本質例2 已知合成氨的反應為:N2+3H22NH3; H=-92.4KJ/mol,一定條件下達到化學平衡,現(xiàn)升高溫度使平衡發(fā)生移動,下列圖像中能正確描述正、逆反應速率(v)變

35、化的是( )解析 此題易誤選D,以為逆反應速率升高了正反應速率必然降低,其實升高溫度放熱、吸熱方向的反應速率都增大,但吸熱反應增大的幅度大,因此平衡向吸熱反應方向移動,合成氨的正反應為放熱反應,應選C。圖A和圖B分別是加壓、增加反應物濃度后速率的變化情況。3. 以物質的量(濃度)-時間n(c)-t圖像描述可逆反應達平衡的過程例3 在一定溫度下,容器內某一反應中M、N的物質的量n隨反應時間t變化的曲線如圖所示,下列表述中正確的是( )A. 反應的化學方程式為2MN B. t2時,V正=V逆,達到平衡C. t3時,V正>V逆D. t1時濃度CN=2CM解析 解題關鍵是抓住起點和t1,t2,t

36、3等特殊點,在0到t2時間內(或選取0到t2之間的任一點)nN從8mol到4mol減少了4mol,nM從2mol到4mol增大了2mol,因此N為反應物,方程式為2NM(從反應趨勢看,N沒有完全轉化為M,故為可逆反應)。t2時nM=nM,瞬時濃度也相等,但濃度變化并不相等,實際是,V正>V逆, t3時nM、nN不再改變,達到了平衡狀態(tài),V正=V逆, t1時nM=2nN,體積相同,c與n成正比,因此只有選項D正確。4. 以c-t圖像描述等效平衡過程例4 在425時,1L密閉容器中進行反應:H2(g)+I2(g) 2HI(g),以不同的方式加入反應物或生成物均達到平衡(如下圖)(1)將圖示3

37、種情況的反應物、生成物的初始濃度和平衡濃度填入表格。(2)以上3種情況達到化學平衡是否為同一平衡狀態(tài)?由圖中的事實可以說明化學平衡具有哪些特征?(3)等溫、等容情況下,等效平衡的條件是什么?解析 (1)將圖像信息轉化為數(shù)據(jù)信息是處理信息的基本能力,填表如下所示。(2)達平衡時反應物和生成物濃度完全相同,故為同一平衡狀態(tài)。在一定條件下達到平衡后,正、逆反應速率,V正=V逆,平衡混合物中各物質的濃度保持不變。(3)等溫、等容時,將生成物(或反應物)折算為同一側的量完全相同時,即為等效平衡。5. 以物質的量(轉化率)-時間n(R)-t圖像描述溫度或壓強對平衡移動的影響例5 反應2X(g)+Y(g)

38、2Z(g);H<0,在不同溫度(T1和T2)及壓強(P1和P2)下,產(chǎn)物Z的物質的量nZ與反應時間t的關系如圖所示,下述判斷正確的是( )A、T1<T2,P1<P2 B、T1<T2,P1>P2C、T1>T2,P1>P2 D、T1>T2,P1<P2解析 T相同時(上面2條曲線),p越大反應速率v越快,達到化學平衡的時間t越短,故P1>P2;若從縱坐標nZ來分析,P1P2, nZ增大,平衡向正向移動,對照反應特征(氣體體積減?。┛芍狿1>P2。同理,壓強相同時(下面2條曲線),溫度越高反應速率越快,達到化學平衡的時間越短,故T1&g

39、t;T2,或從nZ來分析,T2T1,nZ減小,平衡向逆向移動(正向放熱則逆向吸熱),說明T1>T2,選C。6. 以轉化率(體積分數(shù))-壓強、溫度(R-p、T)圖像判斷平衡狀態(tài)例6 如圖,條件一定時,反應2NO+O22NO2(正反應為放熱)中NO的Rmax與T變化關系曲線圖,圖中有a、b、c、d4個點,其中表示未達到平衡狀態(tài),且V正<V逆的點是( )A. a B. b C. c D. d解析 化學平衡時有Rmax,a、b在曲線上為平衡點,c、d點未達平衡。d點在曲線右上方,從d點向橫坐標引輔助線,可知該溫度平衡時R(NO)比d點的小,說明該點未達平衡,且V正<V逆平衡向逆向移動

40、,或從d點向縱坐標引垂線,d點T比平衡點的高,該反應正向放熱,升高溫度平衡向吸熱的逆向移動,同樣得出結論V正<V逆,而選D。7. 根據(jù)R(質量分數(shù)w、體積分數(shù))-p、T圖像判斷反應特征例7 已知反應mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g),A的轉化率RA與p、T的關系如圖,根據(jù)圖示可以得出的正確結論是( )A. 正反應吸熱,m+n>x+y B. 正反應吸熱,m+n<x+y C. 正反應放熱,m+n>x+y D. 正反應放熱,m+n<x+y解析 相同p時,升高T,RA提高,說明正反應為吸熱;相同T,增大p,RA提高,說明正反應為氣體體積縮小的方向,m+n>

41、;x+y,故選A。8. 由v-p(T)圖像描述平衡移動時正逆v的變化例8 下列反應符合下圖p-v變化曲線的是( )A. H2(g)+I2 (g)2HI(g)B. 3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g)C. 4NH3(g)+5O24NO(g)+6H2O(g) D. CO2(g)+C(s) 2CO(g)解析 根據(jù)勒沙特列原理,增大p,V正、V逆都增大,但氣體分子數(shù)多的一邊增大的幅度大,平衡向氣體體積縮小的方向移動。由圖示可知,V正斜率大,即隨p增大V正增大的多,故V正應為氣體分子數(shù)較多的一邊,B選項符合圖示。9. 混合氣體平均相對分子質量-溫度(壓強)(Mr-T(P))圖像例9

42、 可逆反應2A+B2C(g);H<0隨T()變化氣體平均相對分子質量Mr的變化如圖所示,則下列敘述中正確的是( )A. A和B可能都是固體 B. A和B一定都是氣體C. A和B可能都是氣體 D. 若B為固體,則A一定為氣體解析 正反應放熱則逆反應吸熱,觀察曲線可知,T升高化學平衡向逆向移動,氣體的Mr減小。由平均摩爾質量定義M=m總/n總可判斷:T升高,A和B都是固體時,只有1種氣體C,Mr不變;A和B是氣體時,氣體m總不變,n總變大,Mr減小,符合題意,但不是絕對惟一的;當B為固體A為氣體時,氣體的n總不變,但m總變小,同樣導致Mr減小,故正確答案為C、D。10. 由體積分數(shù)-溫度圖像判斷平衡進程例10

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