2.2.6速率與平衡圖像 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

速率與化學(xué)平衡中的常見圖象類型分析1、速率（v)－時(shí)間(t)圖

看圖：反應(yīng)起始時(shí)是從正反應(yīng)，還是從逆反應(yīng)開始？然后改變了什么條件？化學(xué)平衡向什么方向移動(dòng)？V正V逆V'正V'逆v時(shí)間V正V逆V'正V'逆v時(shí)間看變化趨勢(shì)：分清正反應(yīng)和逆反應(yīng);分清“突變”和“漸變”正、逆反應(yīng)同時(shí)開始。加催化劑平衡不移動(dòng)。V正V逆V'正V'逆=突變時(shí)間V看圖：說出反應(yīng)起始時(shí)是哪方向開始？然后改變了什么條件？化學(xué)平衡向什么方向移動(dòng)？2、濃度－時(shí)間圖看右圖：寫反應(yīng)方程式0.51.51.02.0CCAB時(shí)間A+BC213看起點(diǎn)和終點(diǎn)，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物。反應(yīng)速率之比=反應(yīng)方程式的系數(shù)之比①如果某一物質(zhì)濃度某時(shí)刻突然增加？②如果某時(shí)刻所有物質(zhì)濃度都增加或減少相同倍數(shù)？③如果某時(shí)刻反應(yīng)物濃度減少程度或生成物濃度減少程度突然變大或變??？0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)AC時(shí)間濃度t1t2t3此圖在t2時(shí)的變化，如果是加熱導(dǎo)致，則正反應(yīng)△H大于0，還是小于0？如果是減壓導(dǎo)致，那么m+n與p的關(guān)系如何？△H0＞m+np＜

對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T1T2;tA的轉(zhuǎn)化率T1T20P1P2;tB的轉(zhuǎn)化率P1P20正反應(yīng)熱m+np+q>吸<<3、轉(zhuǎn)化率（α）或含量（w)－時(shí)間圖02A(g)+B(g)xC(g)T2P1T1P2T1P1C%tP1P2

＜T1T2

＜正反應(yīng)焓變？△H＞03x

＞4、轉(zhuǎn)化率（α）或含量（w)－溫度-壓強(qiáng)圖例：對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)?正反應(yīng)熱?正反應(yīng)熱TA的轉(zhuǎn)化率1.01*107Pa1.01*106Pa1.01*105Pa0PC的濃度500℃200℃0m+np+qm+np+q放>>吸看圖技巧：圖象中有三個(gè)量時(shí)，“定一看二”，再看曲線的變化趨勢(shì)。0下圖是在其它條件一定時(shí)，反應(yīng)2NO+O22NO2中NO

的平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中坐標(biāo)有A、B、C、D、E5點(diǎn)，其中表示未達(dá)平衡狀態(tài)且V正>V逆的點(diǎn)是

。ABCEDC點(diǎn)TNO轉(zhuǎn)化率對(duì)于可逆反應(yīng)：A2（g）＋3B2（g）2AB3（g）△H<0，下列圖象中正確的是（

）ABQ:看圖要看哪些內(nèi)容？看

面：即看橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)所表示的含義看線：即看曲線的變化趨勢(shì)與橫、縱坐標(biāo)的關(guān)系例1：當(dāng)一定量N2和H2的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，

下列N2的平衡轉(zhuǎn)化率曲線正確是()α(N2)①②③P/kPaα(N2)①②③T/KN2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

△H＝－92.4kJ·mol－1下列反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡，而t2、t8時(shí)都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時(shí)

；t8時(shí)

。②若t4時(shí)降壓，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線．H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＜0看點(diǎn)：即看曲線的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)等特征點(diǎn)綜合處理信息

甲醇來源豐富，價(jià)格低廉，是一種重要的化工原料，有著非常重要、廣泛的用途。工業(yè)上通常用水煤氣在恒容、催化劑和加熱的條件下生產(chǎn)甲醇，其熱化學(xué)方程式為：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ/mol。

在容積均為1L的a、b、c、d、e五個(gè)密閉容器中分別充入1molCO和2molH2的混合氣體，保持溫度不變，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如右圖所示，達(dá)到平衡時(shí)，a、c、d容器中CO的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系為____________；若將容器d中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到容器c中的平衡狀態(tài)，可采取的措施有

。a>c>d降溫或加壓畫圖要考慮哪些內(nèi)容？軸點(diǎn)線面橫坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：反應(yīng)體系的變化起點(diǎn)：起始狀態(tài)特殊點(diǎn)：時(shí)間、過程或外界條件變化突變點(diǎn)、拐點(diǎn)、有數(shù)據(jù)的點(diǎn)等終點(diǎn)：最終狀態(tài)趨勢(shì)：化學(xué)反應(yīng)的連續(xù)變化過程曲線的相互關(guān)系圖像的基本意義（隱含信息）1、T1℃下，H2和CO2在體積為VL的剛性容器中發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1甲醇的物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線分別如圖所示。假定t時(shí)刻迅速使容器體積縮小為2/3VL，一段時(shí)間后體系重新達(dá)到平衡。請(qǐng)?jiān)谙铝袃蓤D中畫出t時(shí)刻后的變化曲線圖。起點(diǎn)→趨勢(shì)→終點(diǎn)1、濃度（物質(zhì)的量，體積分?jǐn)?shù)等）－時(shí)間圖2、T1℃下，H2和CO2在體積為VL的剛性容器中發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H＜0甲醇的物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線分別如圖所示。假定初始時(shí)刻將溫度改為T2℃（T2大于T1），一段時(shí)間后體系達(dá)到平衡。請(qǐng)?jiān)谙铝袃蓤D中畫出變化曲線圖。3.CO2(g)+3H2(g)?

CH3OH(g)+H2O(g)ΔH＜0

將CO2和H2

按物質(zhì)的量之比為1：3通入恒溫恒容的密閉容器中，控制條件，進(jìn)行以上反應(yīng)，得到甲醇的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。保持其它條件不變，t1時(shí)再向容器中加入一定物質(zhì)的量之比的1：3的CO2和H2

混合氣體。t2時(shí)再次達(dá)到平衡，請(qǐng)畫出甲醇體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線。0t1t2t3甲醇體積分?jǐn)?shù)（%）4.CO2（g）+3H2（g）?CH3OH

（g）+H2O（g），一定條件下，當(dāng)投料比[n（H2）/n（CO2）]=3時(shí)，該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖1，（1）在其他條件不變時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[n（H2）/n（CO2）]變化的曲線圖;（2）ΔH＜0,當(dāng)溫度降低時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[n（H2）/n（CO2）]變化的曲線圖;2、轉(zhuǎn)化率－時(shí)間（溫度）圖5.CO2（g）+3H2（g）?CH3OH

（g）+H2O（g），已知一定條件下，當(dāng)投料比[n（H2）/n（CO2）]=3時(shí)，該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖1，(3)請(qǐng)繪制出[n（H2）/n（CO2）]=4時(shí)的變化曲線;3、平衡常數(shù)－時(shí)間（溫度）圖

6、CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)

ΔH1＞0

在恒容絕熱的密閉容器中加入甲醇和水蒸氣發(fā)生以上反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)谙聢D中繪制該反應(yīng)過程的化學(xué)平衡常數(shù)K隨時(shí)間的變化關(guān)系。0tK4、速率－時(shí)間（溫度）圖7、2NH3(g)＋CO2(g)?NH2CO2NH4(s)恒溫恒容下，2molNH3(g)和1molCO2(g)進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡后，t1

時(shí)刻縮小體積為原來的一半，請(qǐng)畫出重新建立平衡過程中NH3(g)的正反應(yīng)速率變化趨勢(shì)圖。tvt1

反應(yīng)I與反應(yīng)II的活化能如左下圖，請(qǐng)繪制甲醇濃度-時(shí)間曲線和CO濃度-時(shí)間曲線。8、一定條件，由CO2和H2制備CH3OH的過程含有以下反應(yīng)反應(yīng)時(shí)間甲醇濃度9.NH3催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)△H=-1811.6KJ/mol；

反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，在其它相條件同時(shí)，選用不同的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1所示。在催化劑A的作用下，經(jīng)過相同時(shí)間，測(cè)得脫氮率隨反應(yīng)溫度的變化情況如圖2所示

其他條件相同時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)充在催化劑B作用下脫氮率隨時(shí)間變化的曲線。10.NH3催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)△H=-1811.6KJ/mol；

反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，在其它相條件同時(shí)，選用不同的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1所示。在催化劑C的作用下，經(jīng)過相同時(shí)間，測(cè)得脫氮率隨反應(yīng)溫度的變化情況如圖2所示

其他條件相同時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)充在催化劑B作用下脫氮率隨溫度變化的曲線。在常壓、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和氣體(體積比1∶4，總物質(zhì)的量amol)進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率如圖1所示。350℃下CH4物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖3所示。畫出400℃下0～t1時(shí)刻CH4物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。728