2018-2019年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2.3.5 化學(xué)平衡圖像學(xué)案設(shè)計 新人教版選修4.docx

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第5課時　化學(xué)平衡圖像 學(xué)習(xí)目標(biāo) 理解化學(xué)平衡圖像的意義,掌握化學(xué)平衡圖像題的解法。 學(xué)習(xí)過程 一、解題思路 (1)看懂圖像 面:圖像形狀,橫、縱坐標(biāo)的含義;線:走向,變化趨勢; 點:起點、終點、交點、拐點;是否需作輔助線(等溫線、等壓線)來定量分析圖像中有關(guān)量的多少。 (2)聯(lián)想規(guī)律,作出判斷 ①　　　　濃度、　　　　壓強、　　　　溫度、加　　　　都可以使速率增大。 ②增加反應(yīng)物濃度,減少生成物濃度,向　　　　反應(yīng)方向移動, 增大壓強,向　　　　反應(yīng)方向移動,升高溫度,向　　　　反應(yīng)方向移動。 二、典型的化學(xué)平衡圖像 【課內(nèi)探究】1.物質(zhì)的量(或濃度)—時間圖像 【例1】某溫度下,A、B、C三種物質(zhì)的濃度隨著時間變化的關(guān)系如圖所示,則: (1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　。 (2)A、B的轉(zhuǎn)化率分別為　。 【跟蹤練習(xí)1】已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))?，F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為1L的恒溫密閉容器中,反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示,回答下列問題: (1)圖中共有兩條曲線X和Y,其中曲線　　　　表示NO2濃度隨時間的變化;a、b、c、d四個點中,表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是　　　　。 (2)前10min內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)=　　　　molL-1min-1;反應(yīng)進行至25min時,曲線發(fā)生變化的原因是　。 (3)若要達到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài),在25min時還可以采取的措施是　　　　。 A.加入催化劑 B.縮小容器體積 C.升高溫度 D.加入一定量的N2O4 2.速率—時間圖像 【例2】觀察下列圖像特點,并描述出改變平衡的條件分別是什么? 下述圖像的特點是:有一速率是　　　　改變的,另一速率是　　　　改變的。這是改變　　　　引起化學(xué)平衡移動的特征。 【跟蹤練習(xí)2】 下述圖線的特點是:正、逆反應(yīng)速率都是　　　　改變的,且改變的　　　　不同。 這是改變　　　　和　　　　引起化學(xué)平衡移動的特征。 若　　　　或　　　　,都突然增大,若　　　　或　　　　,都突然減小。 3.某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時間—溫度/壓強圖像 【例3】對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A的轉(zhuǎn)化率和溫度的關(guān)系、B的轉(zhuǎn)化率和壓強的關(guān)系分別如圖所示,則可判斷出: T1　　　　T2,正反應(yīng)　　　　熱;P1　　　　P2;m+n　　　　p+q 【跟蹤練習(xí)3】 對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在不同溫度(T1和T2)及壓強(P1和P2)下,反應(yīng)物B的百分含量(B%)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。 (1)判斷壓強高低: P1　　　　P2,m+n　　　　p+q; (2)判斷溫度高低: T1　　　　T2,正反應(yīng)　　　　熱。 4.某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—溫度(或壓強)圖 【例4】對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) A的轉(zhuǎn)化率和溫度、壓強的關(guān)系如圖所示,則可判斷出: 正反應(yīng)　　　　熱,m+n　　　　p+q。 【跟蹤練習(xí)4】如可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)　ΔH。在一定條件下達平衡狀態(tài)時,A的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。則在下列空格處填寫“大于”“小于”或“等于”。 (1)(a+b)　　　　(c+d); (2)ΔH　　　　0。 隨堂檢測 1.密閉容器中進行的可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A.T1c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B.T1>T2,p1p2,a+bT2,p1>p2,a+b>c,正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 2.有一化學(xué)平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖表示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是(　　) A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng);m+n>p+q　　　　 B.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);m+np+q 3.下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像,其中圖像和實驗結(jié)論表達均正確的是(　　) A.①是其他條件一定時,反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)ΔH<0 B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時間變化的圖像 C.③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像,a是使用催化劑時的曲線 D.④是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖像,壓強p1>p2 4.某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g)2C(g),達到平衡后,在不同的時間段,分別改變影響反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率分別隨時間的變化如下圖所示: 下列說法中正確的是(　　) A.30~40min間該反應(yīng)使用了催化劑 B.反應(yīng)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C.30min時降低溫度,40min時升高溫度 D.8min前A的反應(yīng)速率為0.08molL-1min-1 5.將I2溶于KI溶液中,能配制成濃度較大的碘水,主要是發(fā)生了反應(yīng):I2(aq)+I-(aq)I3-。該平衡體系中,I3-的物質(zhì)的量濃度與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(曲線上的任何一點都代表平衡狀態(tài))。下列說法正確的是(　　) A.反應(yīng)速率:vM>vP B.平衡常數(shù):KNv(逆) 參考答案 自主學(xué)習(xí) 一、(2)①增大　增大　升高　催化劑?、谡◇w積縮小　吸熱 【課內(nèi)探究】【例1】(1)A+2B3C　(2)A的轉(zhuǎn)化率=33.3%,B的轉(zhuǎn)化率=66.7% 【跟蹤練習(xí)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)曲線X在0~10min達到平衡時濃度變化了0.4molL-1,而曲線Y在0~10min達到平衡時變化了0.2molL-1,所以可得X曲線為NO2的濃度變化曲線;達到平衡時濃度不再隨時間而發(fā)生變化,所以b、d點均表示反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。 (2)NO2在0~10min達到平衡時濃度變化了0.4molL-1,所以用NO2表示的反應(yīng)速率為0.04molL-1min-1;而在25min時,NO2的濃度由0.6molL-1突變?yōu)?.0molL-1,而N2O4的濃度在25min時沒有發(fā)生改變,所以可得此時改變的條件是向容器中加入了0.4molNO2。 (3)加入NO2后平衡正向移動,所以若要達到與最后相同的化學(xué)平衡狀態(tài),還可通過增大壓強(縮小容器體積),使平衡也同樣正向移動;或者采取降低溫度的方法,使平衡正向移動;也可以向容器中充入一定量N2O4,因為這樣相當(dāng)于增大容器中氣體的壓強,使得NO2的轉(zhuǎn)化率提高,即達到與最后的平衡相同的平衡狀態(tài)。 【例2】逐漸　跳躍式　濃度 【跟蹤練習(xí)2】跳躍式　程度　壓強　溫度　增大壓強　升高溫度　減小壓強　降低溫度 【例3】大于　吸　小于　小于 【跟蹤練習(xí)3】(1)小于　小于　(2)大于　吸 【例4】吸　大于 【跟蹤練習(xí)4】(1)小于　(2)大于 解析:看任一曲線,可知溫度升高,A的轉(zhuǎn)化率變大,這說明升溫使平衡正移,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即ΔH>0。再垂直于橫坐標(biāo)畫一直線,可知:溫度相同時,壓強越大,A的轉(zhuǎn)化率越小。這說明增大壓強使平衡逆移,即(a+b)<(c+d)。 隨堂檢測 1.B　2.D　3.C　4.D　5.D