高中化学 （知识清单+对点训练+课后作业）第三单元第2课时 化学平衡中的数形结合问题（含解析）苏教版选修4.doc

第2课时化学平衡中的数形结合问题目标要求1.能根据化学反应的建立和化学平衡移动原理画出常见的图象。2.会分析常见的关于化学平衡的图象题。一、表示平衡建立的图象1速率时间图2浓度时间图以h2(g)i2(g)2hi(g)为例，按要求画出如下图象：要求：(1)容积为1 l不变的密闭容器中加入h2(g)、i2(g)各1 mol，平衡时hi为1.2 mol。(2)在1 l密闭容器中加入2 mol hi。二、表示平衡移动的图象1速率时间图(1)如图，该平衡向正反应方向移动。此图是增加反应物浓度引起的平衡移动。(2)如图，可能是改变什么条件引起的平衡移动？并判断其对应的化学反应的特点。可能是升高温度引起的平衡移动，如果是升高温度，则该反应的正反应是吸热反应；也可能是增大压强引起的平衡移动，如果是增大压强，则该反应的正反应是气体体积减小的反应。(3)下列哪个反应一定不符合图_d_。an2(g)3h2(g)2nh3(g)h0cc(s)h2o(g)co(g)h2(g)h0dh2(g)i2(g)=2hi(g)hp2，从p1、p2的关系又看出当压强大时，反应物的转化率小，故知该反应的正反应是气体总体积增大的反应。知识点一速率、浓度与时间图象1对于可逆反应ma(g)nb(s)pc(g)qd(g)，反应过程中，其他条件不变时，产物d的物质的量分数d%与温度t或压强p的关系如下图，下列说法正确的是()a降温可使化学平衡向正反应方向移动b使用合适的催化剂可使d%有所增加c化学方程式中化学计量数：mpqdb的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动答案a2合成氨反应：n2(g)3h2(g)高温、高压催化剂2nh3(g)h92.4 kjmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如下图：下列说法正确的是()at1时升高了温度 bt2时使用了催化剂ct3时增大了压强 dt4时降低了温度答案b3在容积固定的密闭容器中存在如下反应：a(g)3b(g)2c(g)hn，q0 bmnp，q0 cmn，q0 dmnp，qp4，y轴表示a的转化率bp3p4，y轴表示b的质量分数cp3p4，y轴表示混合气体的密度dp3p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量答案b解析根据图中三个状态下到达平衡的时间可知t1t2，p1p2；温度从t1降至t2，c的百分含量增大，故正反应放热，h0；压强从p1增至p2，c的百分含量增大，故方程式中c的系数0x2，x1；所以b的质量分数随温度升高而增大，随压强增大而减小，b项描述与图不符，a、c、d项描述正确。6.i2在ki溶液中存在下列平衡： i2(aq)i(aq)i(aq)某i2、ki混合溶液中，i的物质的量浓度c(i)与温度t的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是()a反应i2(aq)i(aq)=i(aq)的hk2c若反应进行到状态d时，一定有v正v逆d状态a与状态b相比，状态a的c(i2)大答案d解析由图象知：c(i)随温度升高而减小，故该可逆反应的正反应为放热反应，hk2，b正确；反应进行到状态d时，c(i)v逆，c正确；状态a状态b，c(i)减小，化学平衡逆向移动，c(i2)增大，即状态b的c(i2)大，d错误。练基础落实1.如图是可逆反应a2b2c3d的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断() a正反应是放热反应 bd可能是气体c逆反应是放热反应 da、b、c、d均为气体答案a解析降温后v正v逆，平衡向正反应方向移动，证明正反应放热，加压后v正v逆，平衡向正反应方向移动，正反应体积减小，d不可能是气体。2.有一化学平衡：ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，如图是表示a的转化率与压强、温度的关系，分析下图可以得出的正确结论是() a正反应是吸热反应，且mnpqb正反应是吸热反应，且mnpqd正反应是放热反应，且mnpq；压强不变，温度越高，a的转化率越大，得出：正反应吸热。3汽车尾气净化中的一个反应如下：no(g)co(g)n2(g)co2(g)h373.4 kjmol1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()答案c解析对于放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，k值减小，co的转化率降低，a、b错误；温度不变，k值不变，c正确；增加n2的量，平衡向逆反应方向移动，no的转化率降低，d错误。4反应n2o4(g)2no2(g)h57 kjmol1，在温度为t1、t2时，平衡体系中no2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是()aa、c两点的反应速率：acba、c两点气体的颜色：a深，c浅c由状态b到状态a，可以用加热的方法da、c两点气体的平均相对分子质量：ac答案c解析a、c两点温度相同而压强不同，增压平衡逆向移动，no2的体积分数减小，但增压也会增大浓度，反应速率：ac，颜色还是c深(浓度大)；由于平衡逆向移动，气体分子数减少，根据mm/n，气体的平均相对分子质量ac；故a、b、d均错。练方法技巧5取五等份no2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2no2(g)n2o4(g)h2)或大于等于3(3)解析(1)催化剂能够加快反应速率，缩短反应达到平衡时的时间，所以a曲线表示有催化剂时的情况，b曲线表示无催化剂时的情况。(2)恒温恒容条件下，向平衡体系中通入稀有气体，平衡不移动；恒温恒压条件下，向平衡体系中通入稀有气体，平衡向体积增大的方向移动。(3)由丙图可知，恒压条件下，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应；恒温条件下，增大压强，平衡向逆反应方向进行，所以正反应为体积增大的反应，x2。8在一容积为2 l的密闭容器内加入0.2 mol的n2和0.6 mol 的h2，在一定条件下发生如下反应：n2(g)3h2(g)高温、高压催化剂2nh3(g)h0。反应中nh3的物质的量浓度的变化情况如图所示：(1)根据图示，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(nh3)为_。(2)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则nh3的物质的量浓度不可能为_。a0.20 moll1 b0.12 moll1 c0.10 moll1 d0.08 moll1(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡_移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时nh3的浓度约为0.25 moll1)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时nh3浓度的变化曲线。答案(1)0.025 moll1min1(2)ac(3)向正反应方向不变(4)解析(1)由图象知：v(nh3)0.025 moll1min1。(2)合成氨的反应为可逆反应，不可能进行到底，根据反应方程式和题给数据，nh3浓度的最大值为：0.2 moll1，在改变温度后，平衡要移动，达新的平衡后nh3的浓度肯定不是0.1 moll1。(3)缩小体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，由于温度未变，平衡常数不变。(4)在5分钟末将容积减小一半，c(nh3)瞬间增大为原来的二倍，在8分钟末建立新平衡，图象见答案。9某温度时，在2 l密闭容器中气态物质x和y反应生成气态物质z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。t/minx/moly/molz/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90(1)根据表中数据，在该题图中相应位置上画出x、y、z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：(2)体系中发生反应的化学方程式是_；(3)列式计算该反应在03 min时间内产物z的平均反应速率：_；(1) 该反应达到平衡时反应物x的转化率等于_；(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到z随时间变化的曲线、(如上图所示)，则曲线、改变的实验条件分别是：_；_；_。答案(1)(2)x2y2z(3)v(z)0.083 moll1min1(4)45%(5)升高温度加入催化剂增大压强解析(1)画出对应的点直接连接起来即可。(2)由01 min时，n(x)n(y)n(z)122知该反应的化学方程式为：x2y2z。(3)v(z)0.083