化学平衡图像及等效平衡

同时还有不同条件（如温度、 压强的不同）。
例5：
在可逆反应：mA+nB pC+qD中，A的 百分含量与时间t的关系曲线有如下A、B、C、 D四种，其实际意义分别是 。 A% A% A% A%
0
A
t
0
B
t 0
C
t 0
D
t
答案：
A为由反应物向生成物转化并最终形成化学 平衡的过程； B为由生成物向反应物转化并最终形成化学 平衡的过程； C为先以逆反应为主，后发生化学平衡向正 反应的移动； D则相反，先以正反应为主，后化学平衡向 逆反应移动。 说明：转化率与百分含量的情况恰好相反。
在化学平衡建立及移动的过程中
有关量会随时间及条件的 变化而发生相应的变化，可以 用图象将其表示出来。
一、n – t 图
（物质的量随时间变化的图象）
例1
可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)在一定的 条件下反应混合物中各组分的浓度(mol·L-1)与 时间t(min)的变化曲线如图所示，根据图示， (1)达到平衡所用的时间 回答
3.图像的类型 1）反应速率（v）——时间（t）图像 在平衡的某时刻 t1改变某一条件前后， v正、v逆的变化有两种 情况： a. v正、v逆同时突变——温度、压强、催化剂的影响。 b. v正、v逆之一渐变——一种成份浓度的影响。 [ 举例 ] 2）横坐标——时间 纵坐标——某物质浓度、某成分的百分含量、某反应物的转化率 [ 举例 ] 3）横坐标——温度、压强 纵坐标——某物质浓度、某成分的百分含量、某反应物的转化率 [ 举例 ]
综合练习
练习7
练习7：根据下列图线，判断可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q的有关问题。 T2,P2 A% A%
T2,P1 T1,P1 P1 P2
0
A
t
0
B
t
V正
V逆
A%
200℃ 100℃
V
0
P C
0
T D
分析： A图可通过看斜率的大小确定反应速率的大 小，通常斜率越大，其反应速率也越大，所 以A中T2大于T1，P2大于P1；因A%为百分含 量，所以n+m<p+q；正反应为放热反应。 B图P2大于P1， 因A%为百分含量，则 n+m>p+q； A%为百分含量， 则由C图知，正反应为放 热反应（当压强相同时，升温A%增大，平 衡向左移动，见虚线）、 n+m<p+q 。 由D图可知，升温，平衡向右移动，正反应 为吸热反应。
例3：下列图线分别有哪些含义？
V V V V
V正 V逆 A
t
V正 V逆
V逆 V正
V逆 V正
t
B
t
C
D
t
说明：上述图线的特点是正、逆反应速率同时发生 改变，属于温度、压强对化学平衡的影响特征。
例4：请画出压强、催化剂对化学平 衡影响的V-t曲线。
答案：压强对化学平衡的影响的V-t曲线为：A、B为
反应前后气体体积不等时的增压、减压的情况；C、D为 反应前后气体体积不变的反应，压强增加、减小时的情 况。催化剂对化学平衡不产生影响，但速率会发生变 化，，图象与C、D相同，一般选用正催化剂，C图。
例3：下列图线分别有哪些含义？
V V V V
V正 V逆 A
t
V正 V逆
V逆 V正
V逆 V正
t
B
t
C
D
t
B.降温，正、逆反应速率均降低，但吸热反应方向 的速率降得更多，正反应为放热反应。 或气体反应时减压，正逆反应速率均减小，但体积 大的减小得更多，正反应为气体体积增大的反应。 D与B 正、逆相反。
例3.可逆反应N2 ＋ 3H2 2NH3 （正反应是放热），从反应开始 经t1秒达平衡状态，因条件改变，平衡在t2秒时发生移动，在t3 秒时，又达到新的平衡状态。试根据t2 ~ t3 秒曲线判断，下列 图1、图2所表示的平衡移动方向和变化条件各是什么?
例4.在某容积一定的密闭容器中，可逆反应： A(g) + B(g) XC(g) + Q，符合下列图象(1)所示关系。由此 推断对图象(Ⅱ)的正确说法是 ( ) A．P3>P4，Y轴表示A的转化率 B．P3>P4，Y轴表示B的百分含量 C．P3>P4 ，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4 ，Y轴表示混合气体的平均相对分子质量 A
图象在化学平衡中的应用
可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g) +qD(g) 在一定条件下建立平衡时， V正=V逆、 c(A)、c(B)、c(C)、c(D)保持不变。 当外界条件改变时： V正、V逆会发生变化，变化后， 若V正=V逆时 ，平衡不移动； 若V正＞V逆时，平衡向右移动； 若当V正＜V逆时，平衡向左移动。 通过比较新的V正、V逆的相对大小，便 可确定化学平衡移动的方向。
6
2
： 3
： 1
75％
二、v – t 图
例2
（正、逆反应速率随时间变化的图象，其中还有改变条件的变化）
例2： A.增加反应浓度，平衡移动的V-t曲线。 B.增加生成物浓度，平衡移动的V-t曲线。 C.减小反应物浓度，平衡移动的V-t曲线。 D.减小生成物浓度，平衡移动的V-t曲线。
V
V
V V逆 V逆
对于反应
mA(g)+nB(g) A%
T 0 A 正反应是吸热反应
pC(g)+qD(g)+Q A%
0
由下列图象能分析得出什么结论？
B
P
m+n>p+q
C%
T 0 C 正反应是放热反应
D%
P 0 D m+n<p+q
对于反应
mA(g)+nB(g) A%
T 0 A 正反应是放热反应
pC(g)+qD(g)+Q A%
综合练习
练习7
练习7：根据下列图线，判断可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q的有关问题。 T2,P2 A% A%
T2,P1 T1,P1 P1 P2
0
A
t0B源自tV正V逆
A%
200℃ 100℃
V
0
P C
0
T D
问题： 如果A%为百分含量，则由图A能否判 断：T1与T2，P1与P2，n+m和p+q的相对大 小；正反应为放热反应还是吸热反应？ 由图B能否判断：P1与P2，n+m和p+q的相 对大小及Q是否大于0？ 由图C能否判断n+m和p+q的相对大小及正 反应是否放热等？ 由图D判断n+m和p+q的相对大小？
例6：某逆反应为：A(g)+B(g) 3C(g)，下图中的甲、 乙、丙分别表示在不同条件下，生成物C在反应混合物中 的体积分数 φ(C)与反应时间t的关系。
φ(C) a b 0 甲 t 0
φ(C)
T1 ℃ T2 ℃
φ(C)
a b
0 丙 t
⑴若图甲中的a、b两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂 的情况，则曲线 b 表示的是无催化剂时的情况（催化剂 一般是指正催化剂）。 ⑵若图乙中的两条曲线分别表示在100℃和200℃时的情况， 则可逆反应的正反应是 吸热 （填“吸热”或“放热”） 大于 反应。T1 ________T2（填“大于”或“小于”） ⑶若图丙中的a、b两条曲线分别表示在不同压强时的情况， 则曲线 b 表示的是压强较大时的情况。
V V大→ V小→ A
t
V
V V小→
V大→ B t
V
V正=V逆
V正=V逆
C
t
D
t
说明：


1.由于压强只对气体的反应速率有影响， 所以当反应前后的气体体积不变时，压强 对正、逆反应的影响是相同的；当反应前 后的气体体积不同时，压强对气体体积大 的影响较大，即增加或减少的影响都较大。 2.由于催化剂能够同等程度地增加或降低 正、逆反应速率，故而对化学平衡的移动 没有影响，不能改变平衡状态反应混合物 的组成，仅能改变反应达到平衡所需的时 间！所以催化剂对化学平衡无影响。
[ 练习 ]
例1. 如图是某合成氨反应时的反应速率随时间的变化曲线： (1) t0时反应从哪方开始?向哪个方向进行? (2) t1、 t2 、 t3时刻分别改变了什么条件? 平衡移动的方向怎样？ N2 ＋ 3H2 2NH3 （正反应是放热）
例2. 如图所示，a曲线表示一定条件下可逆反应， X(g) + Y(g) 2Z(g) + W(s) + Q 的反应过程中X的转化率 和时间的关系。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是 ( ) A．加入催化剂 B．增大Y的浓度 C．降低温度 D．增大体系压
练习3
右图表示在密闭容器中反应：2SO2+O2 2SO3+Q达到平衡时 ，由于条件改变而引起反应 速度和化学平衡的变化情况，ab过程中改变 的条件可能是 ；bc过程中改变的条件可能 是 ； 若增大压强时，反应速度变化情况 画在c—d处.
V正
V逆
升温
减小［SO3］
三、x% – t 图
x% （或用φ(C) 表示） 可以表 示反应物、生成物在反应体系中的 物质的量百分数（体积分数）、或 表示反应物的转化率等； t表示时间；
例3：下列图线分别有哪些含义？
V V V V
V正 V逆 A
t
V正 V逆
V逆 V正
V逆 V正
t
B
t
C
D
t
A.升温时，正、逆反应速率均增大，但吸热反应方 向的速率增得更多，正反应为吸热反应； 或气体反应时增压，正逆反应速率均增大，但气体 体积大的增大得更多，正反应为气体缩小的反应。 C与A 正、逆相反。