专项2 第三单元 第3课时

专项2 第三单元第3课时

课时要求1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图像题的分析解答方法。

2.知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分析判断方法。

【一】化学平衡图像的基本类型

1．物质的量(浓度)—时间图像(n/c－t图像)

在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如下图。根据图像回答以下问题：

(1)横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。

(2)该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。

(3)在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。

(4)假设用A物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15 mol·L－1·min－1。

2．速率—时间图像(v－t图像)

Ⅰ.v′正突变，v′逆渐变，且v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动。

Ⅱ.v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正＞v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。

Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。

3．含量(转化率)—时间—温度(压强)图像

(1)在化学平衡图像中，先出现拐点的反应那么先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高。

根据图像回答以下问题：

Ⅰ.表示T2＞T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。

Ⅱ.表示p2＞p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动。说明正反应是气体总体积增大的反应。

Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。

(2)在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系；或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即〝定一议二〞原那么。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。例如反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度下(T1

①T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a＋b

②在压强一定时(如p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。

4．平衡常数变化图像

平衡常数只随温度的变化而变化。对于反应2A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＜0，温度升高，正反应的平衡常数变小，逆反应的平衡常数变大。如下图：

5．其他类型

如下图是其他条件不变时，某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的a、b、c、d四个点中，表示v正＞v逆的点是c，表示v正＜v逆的点是a，而b、d点表示v正＝v逆。

化学平衡图像题的分析方法

(1)无论是反应速率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。

(2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

(3)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。

(4)先拐先平：可逆反应mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，在转化率—时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。

(5)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。

例1

(2019·温州中学高二上学期期中)在

恒容密闭容器中通入X 并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X 的物质的量浓度c(X)随时间t 变化的曲线如下图：

(1)该反应进行到M 点时放出的热量 (填〝>〞或〝<〞)进行到W 点时放出的热量。

(2)T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝ mol ·L －1·min －1。

(3)M 点的正反应速率 (填〝>〞或〝<〞)N 点的逆反应速率。

(4)M 点时再加入一定量X ，平衡后X 的转化率 (填〝增大〞或〝减小〞)。 答案 (1)< (2)0.5a －b t1

(3)> (4)增大 解析 根据图像可知W 点消耗的X 的物质的量比M 点消耗的X 的物质的量大，因此反应进行到W 点时放热多些；0～t1时间内X 的浓度减小了(a －b) mol ·L －1，那么Y 浓度增加0.5(a －b) mol ·L －1，因此v(Y)＝0.5a －b t1

mol ·L －1·min －1；根据先拐先平知T1>T2，M 点的反应速率大于W 点的反应速率，N 点没有达到平衡，此时反应正向进行程度大，即N 点的正反应速率大于逆反应速率，因此M 点的正反应速率大于N 点的逆反应速率；M 点时，再加入一定量的X ，那么相当于增大压强，平衡正向移动，X 的转化率增大。

考点

化学平衡图像

题点

〝先拐先平〞分析化学平衡图像

例2

反应mX(g)nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如下图。以下说法错误的选项是()

A、该反应的ΔH＞0

B、m＜n＋p

C、B、C两点化学平衡常数：KB＞KC

D、A、C两点的反应速率v(A)＜v(C)

答案C

解析由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，那么正向为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，那么m＜n＋p；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB＜KC；A、C两点温度相同，C点压强大，那么C点的速率大于A点。

考点

化学平衡图像

题点

恒温(恒压)线图像

【二】等效平衡

化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应开始或逆反应开始都可以建立平衡。在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量(质量分数、体积分数、物质的量分数等)相同，这样的平衡称为等效平衡。

1．在恒温恒容条件下，按以下四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③。

N2(g)＋3H2(g)2NH3

① 1 mol 3 mol 0 mol

②0 mol 0 mol 2 mol