【風(fēng)向標(biāo)】年高考化學(xué) 第二章 第三節(jié) 化學(xué)平衡 第3課時(shí)　化學(xué)平衡圖像分析 選修4

第3課時(shí)化學(xué)平衡圖像分析等效平衡1.等效平衡原理

由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無(wú)關(guān)，因而在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)只要起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量相同或相當(dāng)，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的含量相同，這樣的平衡稱(chēng)為等效平衡。如常溫常壓下，可逆反應(yīng)：①2mol②0mol③0.5mol1mol0mol 0.25mol0mol2mol1.5mol

①?gòu)恼磻?yīng)開(kāi)始，②從逆反應(yīng)開(kāi)始，③從正逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始，由于①、②、③三種情況如果按方程式的計(jì)量關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物或生成物，對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等(如將②、③折算為①)，因此三者為等效平衡。2.等效平衡規(guī)律

(1)在定溫、定容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)，只要改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算后的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。

(2)在定溫、定容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡相同，則兩平衡等效。(3)在定溫、定壓條件下，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算后的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。3.等效平衡原理的應(yīng)用①判斷同一可逆反應(yīng)在相同的反應(yīng)條件下是否為相同的平衡狀態(tài)。②求要達(dá)到等效平衡，兩種不同狀態(tài)下起始量之間的關(guān)系式。③求屬于等效平衡狀態(tài)下的反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)?；瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像分析1.化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率之間的內(nèi)在聯(lián)系

化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是外界條件改變時(shí)，正、逆反應(yīng)速率變化程度不同，從而導(dǎo)致正、逆反應(yīng)速率不相等，破壞了原平衡狀態(tài)，使平衡發(fā)生移動(dòng)，二者的關(guān)系如下表：平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線(xiàn)任一平衡體系①增大反應(yīng)物濃度v(正)、v(逆) 均增大，且

v(正)>v(逆)正向移動(dòng)②減小反應(yīng)物濃度v(正)、v(逆) 均減小，且

v(逆)>v(正)逆向移動(dòng)平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線(xiàn)任一平衡體系③增大生成物濃度v(正)、v(逆) 均增大，且

v(逆)>v(正)逆向移動(dòng)④減小生成物濃度v(正)、v(逆) 均減小，且

v(正)>v(逆)正向移動(dòng)續(xù)表平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線(xiàn)正反應(yīng)方向氣體體積增大或放熱反應(yīng)⑤增大壓強(qiáng)或升高溫度v(正)、v(逆) 均增大，且

v(逆)>v(正)逆向移動(dòng)⑥減小壓強(qiáng)或降低溫度v(正)、v(逆) 均減小，且

v(正)>v(逆)正向移動(dòng)續(xù)表平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線(xiàn)正反應(yīng)方向氣體體積縮小或吸熱反應(yīng)⑦增大壓強(qiáng)或升高溫度v(正)、v(逆) 均增大，且

v(正)>v(逆)正向移動(dòng)⑧減小壓強(qiáng)或降低溫度v(正)、v(逆) 均減小，且

v(逆)>v(正)逆向移動(dòng)續(xù)表平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線(xiàn)任一平衡體系⑨使用催 化劑v(正)、v(逆) 均增大，且v(逆)＝v(正)不移 動(dòng)續(xù)表

2.化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像解答的基本方法與思路 (1)分析清楚反應(yīng)的特點(diǎn)：包括各反應(yīng)物的狀態(tài)，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)的變化情況、熱效應(yīng)等。 (2)分析看懂圖像，做到五看：一看面，即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)各表示的意義；二看線(xiàn)，即圖中曲線(xiàn)的走向、變化趨勢(shì)、是否連續(xù)或跳躍及其表示的意義；三看點(diǎn)，包括起點(diǎn)、折點(diǎn)、交點(diǎn)、極值點(diǎn)等及它們表示的含義；四看是否要作輔助線(xiàn)(如等溫線(xiàn)、等壓線(xiàn))；五看圖像中各種量的多少。(3)聯(lián)想相關(guān)規(guī)律和原理：如聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。(4)依題意作出定性分析和正確判斷。3.化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的分類(lèi)及特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，圖像類(lèi)型可分為單一函數(shù)圖和復(fù)合函數(shù)圖兩類(lèi)，在每一類(lèi)中如果根據(jù)橫坐標(biāo)的不同含義，可把圖像分為兩(1)時(shí)間(t)類(lèi)①v—t圖a.改變濃度。圖2－3－2b.改變溫度。圖2－3－3c.改變壓強(qiáng)。當(dāng)m＋n＝p＋q：圖2－3－4當(dāng)m＋n>p＋q：圖2－3－5當(dāng)m＋n<p＋q：圖2－3－6②α－t(反應(yīng)物A或B的轉(zhuǎn)化率－時(shí)間)圖a.改變溫度。圖2－3－7b.改變壓強(qiáng)。圖2－3－8(2)壓強(qiáng)(p)或溫度(T)類(lèi)。

①圖像特點(diǎn)：圖像均為曲線(xiàn)；曲線(xiàn)上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下處于平衡狀態(tài)；而不在曲線(xiàn)上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下未達(dá)到平衡狀態(tài)，但能自發(fā)進(jìn)行至平衡狀態(tài)；曲線(xiàn)的相對(duì)位置、變化趨勢(shì)決定了化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。固定其他條件不變，若溫度變化引起的平衡移動(dòng)，即可確定可逆反應(yīng)中ΔH>0還是ΔH<0；若因壓強(qiáng)改變引起的平衡移動(dòng)，即可確定在可逆反應(yīng)中氣態(tài)反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)和與氣態(tài)生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)和之間的相對(duì)大小。②常見(jiàn)的圖像。a.v—T(速率—溫度)圖圖2－3－9b.α—T或φ—T(轉(zhuǎn)化率—溫度或體積分?jǐn)?shù)—溫度)圖圖2－3－104.化學(xué)平衡的圖像分析(1)三步分析法。一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看Δv正

、Δv逆的相對(duì)大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動(dòng)的方向。(2)四要素分析法?？辞€(xiàn)的起點(diǎn)；看曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)；看曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；看曲線(xiàn)的終點(diǎn)。(3)先拐先平。

對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡圖像，“先拐先平”的曲線(xiàn)表示溫度高或壓強(qiáng)大。例如在轉(zhuǎn)化率—時(shí)間曲線(xiàn)中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線(xiàn)先達(dá)到平衡，此時(shí)逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)大。(4)定一議二。

在化學(xué)平衡圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線(xiàn)所表示的三個(gè)量，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。如確定橫坐標(biāo)所示的量后，討論縱坐標(biāo)與曲線(xiàn)的關(guān)系或確定縱坐標(biāo)所示的量后，討論橫坐標(biāo)與曲線(xiàn)的關(guān)系。等效平衡【例1】在一盛有催化劑且容積可變的密閉容器中，保持入1molN2

和4molH2

時(shí)，達(dá)到平衡后，生成amolNH3(見(jiàn)下表“已知”項(xiàng))。在相同溫度、壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分體積分?jǐn)?shù)不變。對(duì)下列編號(hào)①～③的狀態(tài)，填寫(xiě)表中空白。

已知編號(hào)起始狀態(tài)物質(zhì)的量n/mol平衡時(shí)NH3

的物質(zhì)的量n/molN2H2NH3140a①1.560②10.5a③mg(g≥4m)答案：①1.5a②00.5③2(g－4m)(g－3m)a

1.將3molA和1molB混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時(shí)溫度、壓強(qiáng)和體積作為起始條件，發(fā)生如下反應(yīng)：

壓強(qiáng)不變，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度為wmol/L，請(qǐng)回答： (1)若反應(yīng)過(guò)程中仍保持溫度和壓強(qiáng)不變，按下列4種方法配比充入容器P，平衡后C的濃度仍為wmol/L的是()。AA.6molA＋2molBB.3molA＋1molB＋2molCC.2molC＋1molB＋1molDD.1molC＋2molD

(2)若將2molC和2molD按起始溫度和體積充入容器Q中，保持溫度和體積不變，平衡時(shí)C的濃度為Vmol/L，則V)。B和w的關(guān)系是( A.V>w

B.V<w

C.V＝w

D.無(wú)法比較

化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像分析圖2－3－11請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)前2min內(nèi)，用H2表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______。(3)若改變反應(yīng)條件，在某條件下V%的變化如圖2－3－11曲線(xiàn)I所示，則該條件可能是_______(填序號(hào))。①恒容條件下，升高溫度②恒容條件下，降低溫度③恒溫條件下，縮小反應(yīng)容器的體積④恒溫條件下，擴(kuò)大容器的體積⑤恒溫恒容條件下，加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?2)0.05(3)③⑤這個(gè)可逆反應(yīng)的正確圖像為()。A數(shù)據(jù)并繪出圖2－3－12，下列說(shuō)法正確的是()。

圖2－3－12A.圖Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ均使用了催化劑B.圖Ⅰ中甲最快到達(dá)平衡C.圖Ⅱ研究的是溫