2018-2019年高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 2.3.5 化學平衡圖像學案設計 新人教版選修4.docx

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第5課時　化學平衡圖像 學習目標 理解化學平衡圖像的意義,掌握化學平衡圖像題的解法。 學習過程 一、解題思路 (1)看懂圖像 面:圖像形狀,橫、縱坐標的含義;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增加反應物濃度,減少生成物濃度,向　　　　反應方向移動, 增大壓強,向　　　　反應方向移動,升高溫度,向　　　　反應方向移動。 二、典型的化學平衡圖像 【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系如圖所示,則: (1)該反應的化學方程式為　。 (2)A、B的轉(zhuǎn)化率分別為　。 【跟蹤練習1】已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)(正反應為放熱反應)?，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,反應物濃度隨時間變化關系如圖所示,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,表示化學反應處于平衡狀態(tài)的點是　　　　。 (2)前10min內(nèi)用NO2表示的化學反應速率v(NO2)=　　　　molL-1min-1;反應進行至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　　　　引起化學平衡移動的特征。 【跟蹤練習2】 下述圖線的特點是:正、逆反應速率都是　　　　改變的,且改變的　　　　不同。 這是改變　　　　和　　　　引起化學平衡移動的特征。 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:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A的轉(zhuǎn)化率和溫度的關系、B的轉(zhuǎn)化率和壓強的關系分別如圖所示,則可判斷出: T1　　　　T2,正反應　　　　熱;P1　　　　P2;m+n　　　　p+q 【跟蹤練習3】 對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在不同溫度(T1和T2)及壓強(P1和P2)下,反應物B的百分含量(B%)與反應時間(t)的關系如圖所示。 (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　　　　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mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) A的轉(zhuǎn)化率和溫度、壓強的關系如圖所示,則可判斷出: 正反應　　　　熱,m+n　　　　p+q。 【跟蹤練習4】如可逆反應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: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)量分數(shù)w(B)與反應時間(t)的關系如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A.T1c,正反應為吸熱反應 B.T1>T2,p1p2,a+bT2,p1>p2,a+b>c,正反應為放熱反應 2.有一化學平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖表示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關系。下列敘述正確的是(　　) A.正反應是放熱反應;m+n>p+q　　　　 B.正反應是吸熱反應;m+np+q 3.下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的圖像,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,反應速率隨溫度變化的圖像,正反應ΔH<0 B.②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學反應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,分別改變影響反應的一個條件,測得容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應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間該反應使用了催化劑 B.反應方程式中的x=1,正反應為吸熱反應 C.30min時降低溫度,40min時升高溫度 D.8min前A的反應速率為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: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.反應速率:vM>vP B.平衡常數(shù):KNv(逆) 參考答案 自主學習 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3】(1)小于　小于　(2)大于　吸 【例4】吸　大于 【跟蹤練習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,故正反應為吸熱反應,即ΔH>0。再垂直于橫坐標畫一直線,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