高中化學 專題2 化學反應速率與化學平衡 第三單元 化學平衡的移動 2 運用圖象突破化學平衡學案 蘇教版選修4.doc

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運用圖象突破化學平衡 【考點精講】 對于反應mA＋nBpC＋qD 1. v－t圖象 平衡體系 條件變化 速率變化 平衡變化 速率變化曲線 任一平衡體系 增大反應物的濃度 v正增大，v逆不變 且v正′>v逆′ 正向移動 減小反應物的濃度 v正減小，v逆不變 且v逆′>v正′ 逆向移動 任一平衡體系 增大生成物的濃度 v逆增大，v正不變 且v逆′>v正′ 逆向移動 減小生成物的濃度 v逆減小，v正不變 且v正′>v逆′ 正向移動 正反應方向為氣體體積增大的放熱反應 增大壓強或升高溫度 v正、v逆均增大， 且v逆′>v正′ 逆向移動 減小壓強或降低溫度 v正、v逆均減小， 且v正′>v逆′ 正向移動 任一平衡或反應前后氣體化學計量數(shù)的和相等的平衡 正催化劑或增大壓強 v正、v逆同等倍數(shù)增大 不移動 負催化劑或減小壓強 v正、v逆同等倍數(shù)減小 看清變化趨勢：分清漸變和突變，大變和小變。 例如：升高溫度，v（吸）大增，v（放）小增；增大反應物濃度，v正突變，v逆漸變。 2. c－t圖象 先拐先平：先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。 3. c（或α）－p（T）圖象 定一議二：當圖象中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。 【典例精析】 例題1CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如下圖所示。該反應ΔH________0（填“＞”或“＜”）。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3104kPa左右，選擇此壓強的理由是___________________________。 思路導航：定一議二：當圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。從圖像來看，隨著溫度的升高，CO的轉化率變小，故ΔH<0，綜合溫度、壓強對CO轉化率的影響來看，在題給壓強下，CO的轉化率已經(jīng)很大，不必再增大壓強。 答案：＜；在1.3104kPa下，CO的轉化率已較高，即使再增大壓強CO的轉化率也提高不大，反而使生產(chǎn)成本增加，得不償失。 例題2向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應，各物質(zhì)濃度隨時間變化如甲圖所示[t0～t1階段c（B）未畫出]。圖乙為t2時刻后改變條件平衡體系中反應速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種條件并且改變的條件均不同。已知，t3～t4階段為使用催化劑。下列說法正確的是（　　） A. 若t1＝15s，生成物C在t0～t1時間段的反應速率為0.004molL－1s－1 B. t2～t3階段改變的條件為降低反應溫度 C. B的起始物質(zhì)的量為0.02mol D. t5～t6階段可能是增大壓強 思路導航：v（C）＝＝0.004molL－1s－1，A正確； 在t4～t5階段，平衡沒有移動，反應速率減小，則是減小了壓強； 由圖分析可知反應方程式是3A（g）B（g）＋2C（g），再由化學計量數(shù)之比等于Δc之比，求出Δc（B）＝0.03molL－1，則起始濃度為0.02molL－1，求出容器體積為2L，可知B和C錯誤；t5～t6階段改變的條件應是升高溫度，故D錯誤。 答案：A 例題3在一個密閉容器中，可發(fā)生以下反應：A（g）＋B（g）xC（g），符合下圖（a）所示的關系［w（C）表示Ｃ的體積分數(shù)］，由此推斷關于圖（b）的說法正確的是（） A. P3>P4，y軸表示A的轉化率 B. P3P3，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是混合氣體的質(zhì)量和混合氣體的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，增大壓強平衡向正反應方向移動，物質(zhì)的量減小，則相對分子質(zhì)量增大，所以選項C不正確；密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中質(zhì)量是不變的，增大壓強平衡向正反應方向移動，因此密度增大，D不正確； 答案：A 【總結提升】 圖象題的解題思路 （1）一看圖象 ●一看面：看清楚橫坐標和縱坐標表示的物理量和單位；是反應物還是生成物； ●二看線：看線段的走向、變化趨勢、斜率等； ●三看點：即起點、終點、轉折點、交叉點； ●四看是否需要作輔助線（等壓、等溫線）。 （2）二想規(guī)律：勒夏特列原理 （3）三作判斷 例題1下列圖中，表示2A（氣）＋B（氣）2C（氣）△H<0，這個可逆反應的正確圖象為（） 思路導航：由該反應2A（氣）＋B（氣）2C（氣）△H<0，可以知道，溫度升高向逆反應方向移動，A正確；B錯誤，壓強增大，即濃度變大，v正和v逆都增大；C錯誤，催化劑不能改變化學反應的平衡點；D錯誤，溫度高，A的轉化率低，所以答案選A。 答案：A 例題2某溫度時，在一個容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白： （1）該反應的化學方程式為：____________________________________________。 （2）反應開始至2min，氣體Z的反應速率為________________________________。 （3）若X、Y、Z均為氣體，反應達到平衡時： ①壓強是開始時的________倍； ②若此時將容器的體積縮小為原來的倍，達到平衡時，容器內(nèi)溫度將升高（容器不與外界進行熱交換），則該反應的正反應為________反應（填“放熱”或“吸熱”）。 （4）若上述反應在2min后的t1～t6階段內(nèi)反應速率與反應時間圖像如下，在每一時刻均改變一個影響反應速率的因素，則 （　　） A. 在t1時增大了壓強 B. 在t3時加入了催化劑 C. 在t4時降低了溫度 D. t2～t3時X的轉化率最高 思路導航：（1）由圖像知v（X）∶v（Y）∶v（Z）＝0.3mol∶0.1mol∶0.2mol＝3∶1∶2，又由于該反應不能進行徹底，所以化學方程式為3X＋Y2Z。 （2）v（Z）＝＝0.05molL－1min－1。 （3）①X、Y、Z均為氣體時，反應前n（總）＝2.0mol，平衡時n（總）＝0.7mol＋0.9mol＋0.2mol＝1.8mol，所以p（平）∶p（始）＝1.8mol∶2.0mol＝0.9。 ②將容器體積縮小，相當于增壓，達到平衡時，溫度升高，根據(jù)勒夏特列原理，該反應的正反應為放熱反應。 （4）在t1時如果增大壓強，則正、逆反應速率都增大，A錯誤；在t3時應該是加入了催化劑，正、逆反應速率都增大，并且增大的倍數(shù)相同，平衡不移動，B正確；在t4時如果是降低了溫度，則平衡正向移動，正反應速率大于逆反應速率，C錯誤；由圖可以看出，從t1～t2，平衡向逆反應方向移動，X的轉化率降低，從t2～t4，平衡不移動，X的轉化率不變，從t4～t5，平衡繼續(xù)向逆反應方向移動，X的轉化率又降低，因此，t0～t1時X的轉化率最高，D錯誤。 答案：（1）3X＋Y2Z　（2）0.05molL－1min－1（3）①0.9?、诜艧帷。?）B