高中化学平衡图像专题

化学平衡图像专题
基础知识:
对于反应mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g) △H<0 m+n>p+q
条件改变变化结果
条件改变ν逆ν正变化K变化平衡移动反应A得浓度C(A) A转化率C得含量
1 C(A)增大
2 C(A)减小
3 C(C)增大
4 C(C)减小
5 温度升高
6 温度降低
7 压强增大
8 压强减小
9 加催化剂
课时探究
探究一、图像绘制,读图解题
例题1:氨气有广泛用途,工业上利用反应3H2(g)+ N2(g) 2NH3(g) 来合成氨气;某小组为
了探究外界条件对反应得影响,在a b两种条件下分别加入相同浓度得氢气与氮气合成
时间t/min 0 2 4 6 8
条件a c(H2)/10-2mol·L-12、00 1、50 1、10 0、80 0、80
条件b c(H2)/10-2mol·L-12、00 1、30 1、00 1、00 1、00
12 1 T2
0,根据表格数据请在下面画出c(H2)-t图:
(2)a条件下,0~4min得反应速率为;平衡时,H2得转化率为;平衡常
数为;
(3)在a条件下,8min末将容器体积压缩至原来得1/2,11min后达到新得平衡,画出
8min~12min时刻c(H2)得变化曲线。

探究二、图像解题方法
1、反应mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g) △H<0 m+n>p+q
反应速率与时间图如图所示,t1时刻只改变一个影响因素
①图1所示 ,t 1 时刻改变得因素就是 ,平衡向
方向移动, ②图2所示, t 1 时刻改变得因素就是 ,平衡向 方向移动, ③图3所示, t 1 时刻改变得因素就是 ,平衡向 方向移动, ④图4所示 ,t 1 时刻改变得因素就是 ,平衡向 方向移动, ⑤图5所示, t 1 时刻改变得因素就是 ,平衡向 方向移动,
2、①对于反应mA(g)+nB(g) pC(g),右图所示,
请判断温度大小:T 1 T 2,△H 0 ②对于反应mA(g)+nB(g) pC(g),右图所示, 请判断温度大小:T 1 T 2,△H 0
P 1 P 2, m+n p
探究三、陌生图像得解题技能 1、解决得问题就是什么？从图像可以得到什么信息？该信息与所学知识得关联?能用关联解决问题？
例题1:某化学科研小组研究在其它条件不变时,改变某一条件对A 2(g)+3B 2(g)2AB 3(g)化学平
衡状态得影响时,得到如图所示得变化规律(图中n 表示物质得量),根据图示得出得结论中正
确得就是( ) A.反应速率a ＞b ＞c
B.a 、c 两点A 2得转化率相等
C.a 点得化学平衡常数小于b 点得化学平衡常数
D.达到平衡时,AB 3得物质得量大小为:c ＞b ＞a
例题2:在容积相同得不同密闭容器中内,分别充入同量得N 2与H 2,在不同温度下,任其发生反应:3H 2 + N 2 2NH 3,并分别在t 0秒时测定其中NH 3得体积分数[x(NH 3)],绘成如图得曲线。

(1)A 、B 、C 、D 、E 五点中,尚未达到化学平衡状态得点就是_______。

(2)此可逆反应得正反应就是____(填“放”或“吸”)热反应。

△H 0
mA(g)+nB(g) pC(g)
①y 就是A 得浓度,△H 0,m+n p
②y 就是C 得含量, △H 0,m+n p
(3)B、D两点正反应速率得大小关系就是_____________。

(4)温度T<T3时,x(NH3)逐渐增大得原因就是。

温度T>T3时,x(NH3)逐渐减小得原因就是。

练习:
1、甲醇既就是重要得化工原料,又可作为燃料。

利用合成气(主要成分为CO、CO2与H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生得主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)反应①得化学平衡常数K得表达式为;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化
关系得曲线为(填曲线标记字母),其判断理由就是。

(2)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2、60时,体系中得CO平衡转化率(α)与温度与压强得关系如图2所示。

α(CO)值随温度升高而(填“增大”或“减小”),其原因就
是;图2中得压强由大到小为_________,其判断理由就是。

2、丙烯腈(CH2=CHCN)就是一种重要得化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)与乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)与副产物丙烯醛(C3H4O)得热化学方程式如下:
C3H6(g) + NH3(g) + 3
2O2(g) ===C3H3N(g) +3H2O(g) ΔH= −515 kJ·mol
−1
C3H6(g) +O2(g) == C3H4O(g) +H2O(g) ΔH= −353 kJ·mol−1
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因就是;有利于提高丙烯腈平衡产率得反应条件就是;提高丙烯腈反应选择性得关键因素就是。

(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度得关系曲线,最高产率对应得温度为460O C。

低于460O C时,丙烯腈得产率(填“就是”或者“不就是”)对应温度下得平衡产率,判断理由就
是;高于460O C时,丙烯腈产率降低得可能原因就是(双选,填标号)
A.催化剂活性降低
B.平衡常数变大
C.副反应增多
D.反应活化能增大
(3)丙烯腈与丙烯醛得产率与n (氨)/n (丙烯)得关系如图(b)所示。

由图可知,最佳n(氨)/n (丙烯)
约为 ,理由就是 。

进料气氨、空气、丙烯得理论体积比约为 。

参考答案:
例题2、(1)A 、B (2)放热 (3)ν(D)>ν(B)
(4)反应开始v 正＞v 逆,反应向右进行生成NH 3,温度升高反应速率加快,故NH 3得体积分数[x(NH 3)]不断增加;当达到平衡以后,温度升高.平衡逆向移动,故NH 3得体积分数[x(NH 3)不断减少。

1、(1);a;反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小
(2)减小 升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO 得量增大,反应
③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO 得量增大,总结果,随温度升高,使CO 得转化率降低 P 3＞P 2＞P 1 相同温度下,由于反应①为气体分子数减小得反应,加压有利于提升CO 得转化率;而反应③为气体分子数不变得反应,产生CO 得量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO 得转化率升高
2、(1)两个反应均为放热量大得反应;降低温度、降低压强;催化剂; (2)不就是;该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 ;AC
(3)1 ; 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低; 1:7、5:1
0 、
0 0 、2 0 、4 0 、6 0 、8 350 400 450 500 550
产
率 t /
℃ 0 、
0 0 、 2 0 、 4 0 、 6 0 、 8 0 、 4 0 、 6 0 、 8 1 、 0 丙 烯
腈
产
率 图 ( a ) 丙 烯 醛
1 、
2 n ( 氨 )/ n ( 丙烯 )
图 ( b )
2017国甲27
丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。

回答下列问题： (1)正丁烷(C 4H 10)脱氢制1-丁烯(C 4H 8)的热化学方程式如下：
①C 4H 10(g)===C 4H 8(g)＋H 2(g) ΔH 1 已知：②C 4H 10(g)＋12
O 2(g)===C 4H 8(g)＋H 2O(g) ΔH 2＝－119kJ·mol －
1
③H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(g) ΔH 3＝－242kJ·mol －
1
反应①的ΔH 1为______kJ·mol －
1。

图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x ________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。

A ．升高温度
B ．降低温度
C ．增大压强
D ．降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。

图(b)为丁烯产率与进料气中n (氢气)/n (丁烷)的关系。

图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是______。

(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。

丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是_________、__________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是________________________。