14、陈焕萍：化学平衡图像专题[1].doc

化学平衡图像专题研究湖北省武昌实验中学 陈焕萍教学设想化学反应速率和化学平衡的有关概念和理论具有一定的抽象性，运用各种图像能直观地反映可逆反应的变化规律及特点，能从定性和定量两方面来分析和研究变化的因素、方向和程度。因此，“化学平衡图像专题”在新课教学及高三复习中常作为该部分知识的突破口，也是高考考查知识和能力的热点。 化学平衡图像题，从知识载体的角度看：其一是判断化学平衡特征；其二是应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三是逆向思维，根据图像判断可逆反应的有关特征；其四是综合运用速率与平衡知识进行有关计算。从考查图像的主要类型看：第一类，是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类，是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类，是反应物或生成物的物质的量（或浓度或质量分数）与时间关系的图像。有关化学平衡图像的试题涉及知识面广，既要考虑化学反应速率的大小、影响因素，又要考虑化学平衡的移动、反应物的转化等；灵活性大，题目大多注重对知识的综合应用能力和分析判断能力。化学平衡图像将数字知识和化学平衡理论融为一体，体现了中学各学科间渗透、综合的意图。尽管近几年这类试题在理综考试中出现不多，但仍然是培养学生分析判断能力的重要题型，在复习中要引起足够重视。教学目标1、知识与技能：掌握用图像表示外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响的方法，学会认识常见的平衡曲线图,能从图像的变化中判断出平衡移动的方向，学会根据图像变化推测外界条件的变化。 2、过程与方法：通过对几种典型的化学平衡图像分析，掌握化学反应速率及化学平衡的影响因素及其影响结果，学会分析化学平衡图像题的一般方法。 3、情感态度与价值观：学会理论联系实际，将抽象的理论原理应用于具体的图像分析中。将数字知识和化学平衡理论融为一体，提高逻辑推理能力。教学重点归纳有关化学平衡图像的知识规律教学难点熟悉掌握化学平衡图像题的解题技巧教学方法分析探讨 归纳技巧 形成能力教学用具 多媒体辅助教学教学过程学 案一、常见的化学平衡图像（对于反应mA(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)）探究1 某量温度或压强图像已知 m A（g）+ n B（g） x C（g），判断正反应是放热反应还是吸热反应？变一变：若将纵坐标改为 等，情况如何？A的 转化率P1P2反应时间探究2 某量温度或压强 时间图像已知 m A （g）+ n B （g） x C（g）1、拐点（平台）的含义？2、P1与P2的大小如何？判断的依据是什么？追问3、反应前后气体体积是增大？缩小？还是不变？y500300 讨论：2、对于热化学方程式:2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)(正反应是吸热反应)描述有如下四个图像,其中正确的是(y轴表示SO2的含量) 500500300500300300yyy A B C D探究3 某量温度 压强图像有一化学平衡mA(g)+nB(g) PC(g)+qD(g),下图表示的是转化率与压强、温度的关系。判断:(1)正反应是放热还是吸热反应？104Pa105PaT (温度)A转化率106Pa(2)m+n与p+q的大小？讨论：3、在密闭容器中进行下列反应：M（气）N（气） R（气）2L此反应符合下面图像，下列叙述是正确的是( )A正反应吸热，L是气体B正反应吸热，L是固体C正反应放热，L是气体D正反应放热，L是固体或液体二、分析图像的一般方法反馈练习1可逆反应2A+B 2C(g)(正反应放热），气体平均相对分子质量随温度变化曲线如图所示，则下列叙述正确的是（ ）AA和B可能都是固体 BA和B一定都是气体 CA和B可能都是气体 D若B为固体，则A一定是气体 2、反应a A （g）+ b B（g） c C（g）+ d D（g），反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度（T）、压强（P）的关系如下图。据图分析，以下正确的是 （ ） 时间B%P1P2 A. T1T2, 正反应吸热 B. T1T2, 正反应放热 C. P1P2, a+b=c+d D. P1 P2, a+b=c+d3、一定条件下的反应A（g）+B（g） C（g）（正反应放热）。若改变反应的某一条件绘制速率时间图像，根据下列图像变化判断对应的改变条件。A B C D E (1)升温，达到新平衡的是 ( ) (2)降压，达到新平衡的是 ( ) (3)减少C的量，达到新平衡的是 ( ) (4)增加A的量，达到新平衡的是 ( ) (5)使用催化剂，达到新平衡的是 ( ) 3.图像类型1、速率 时间图2、转化率时间图3、含量时间图4、转化率温度压强图5、含量温度压强图2解化学平衡图像题三步曲（1）看懂图像：看图像要五看。一看面，即看清横坐标和纵坐标表示的物理量及其物理意义；二看线，即看线的变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应，分清渐变和突变，大变和小变，在速率一时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的。三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等；四看要不要作辅助线，需要时作有用的等温线或等压线；五看定量图像中相关量的多少。（2）联系规律：联系外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。（3）推理判断：结合题中给定的化学反应原理和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。（1）横坐标时间（t） 纵坐标反应速率（v）或某物质浓度（C）或某成分的百分含量（A%） 或某反应物的转化率（aA） 特点： 可逆反应从非平衡到达平衡以前，v、C、A% 、aA均随时间（t）变化，到达平衡后，则不随时间而改变.。图象中一定将出现平行于横坐标的直线，简称“平台”。 出现转折“平台”的先后取决于达到平衡所需要的时间，而时间的长短又取决于反应速率的大小。 温度（T）一定，压强（P）越大，V正、V逆越大，t越短； 压强（P）一定，温度（T）越大，V正、V逆越大，t越短； T、P一定，使用正催化剂后V正、V逆均增大，t缩短。 “平台”的相对高低，则由外界条件对平衡的影响来决定.“平台”越高，说明条件越有利于纵坐标对应物理量的提高。反之，则不利。 故可根据图象特点来分析可逆反应特点. 例1 已知某可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)；H= Q在密闭容器中进行反应，测得在不同时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气中的百分含量B%的关系曲线如图所示. A.T1T2,P1P2,mnP,Q0 B.T1T2,P2P1,mnP,Q0 C.T1T2,P2P1,mnP,Q0 D.T1T2,P2P1,mnP,Q0 解析：根据达到平衡的时间长短,可断定 T2T1,P2P1 根据“平台”高低，可断定 低温有利于B%增大，说明逆反应是放热反应，即正反应为吸热，Q0 高压有利B%增大,说明增大压强,平衡逆移，故mnP. 由此可知，本题答案：D 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.增大体系压强 解析:达平衡所需时间ba 正逆反应速率b a 改变条件后ax不变 平衡不移动该可逆反应Vg0可加催化剂或加压在反应速率（v）时间（t）图像中，在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后，V正、V逆的变化有两种： V正、V逆同时突破温度、压强、催化剂的影响 V正、V逆之一渐变一种成分浓度的改变 现图示如下： 图 改变条件 增加反应物浓度 降低生成物浓度 升温或加压（ng0） 降温或减压（ng0） 使用正催化剂或加压（ng0）使用负催化剂或减压（ng0） （5）在浓度C时间t图象中 改变温度瞬间，各物浓度不变，故平衡虽破坏，但各物质的浓度变化均连续. 改变压强瞬间，各物质浓度（气体）均突变.加压突增，减压突减. 改变某一成分浓度时，该成分浓度突变，其它物质不变，故变化是连续的. 化学平衡图像同步训练一、选择题（每题有一个或二个选项符合题意）1等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4溶液，下列各图中表示其产生氢气的总体积(V)与时间的关系正确的是 （ D ）2由可逆反应测绘出图像，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是（ ）A反应物中一定有气体B生成物中一定有气体C正反应一定是放热反应D正反应一定是吸热反应3在密闭容器,一定条件下进行反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若增大压强或升高温度,重新达到平衡,变化过程均如图所示,则对该反应叙述正确的是A正反应是吸热反应 B逆反应是吸热反应 Cm+np+q Dm+np+q4对于达平衡的可逆反应XYWZ，增大压强则正、逆反应速度（v）的变化如下图，分析可知X，Y，Z，W的聚集状态可能是( )AZ，W为气体，X，Y中之一为气体BZ，W中之一为气体，X，Y为非气体CX，Y，Z皆为气体，W为非气体DX，Y为气体，Z，W中之一为气体5右图是关于反应A2(g)+3B2(g)=2C(g)；H0的平衡移动图形，影响平衡移动的原因是 A升高温度，同时加压。 B降低温度，同时减压 C增大反应物浓度，同时使用催化剂； D增大反应物浓度，同时减小生成物浓度6对于可逆反应，A2(g)+3B2(g) 2AB3（g）；H0，下列图像不正确的是（ A ）7可逆反应2A+B2C（g）；H0，随温度变化气体平均相对分子质量如图所示，则下列叙述正确的是( ）AA和B可能都是固体 BA和B一定都是气体 C若B为固体，则A一定是气体 DA和B可能都是气体8已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)；H0，图中曲线b代表一定条件下该反应的过程，若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是（ ）A增大A的浓度 B缩小容器的容积 C加入催化剂 D升高温9今有X（g）+Y(g)2Z(g)；H0，本图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。试判断图中y轴可以表示( )A平衡混合气中R的质量分数B达到平衡时G的转化率C平衡混合气中G的质量分数D达到平衡时L的转化率13图中表示外界条件（t、p）的变化对下列反应的影响：L（固）G（气） 2R（气）H0，y 轴表示的是( )A平衡时，混合气中R的百分含量B平衡时，混合气中G的百分含量CG的转化率DL的转化率14反应mA(s) + nB(g) eC(g) + fD(g)反应过程中，当其它条件不变时，C的百分含量（C%）和压强（P）的关系如图，下列叙述正确的是（ ）A达到平衡后，加入催化剂，则C%增大 B达到平衡后，若升温，平衡左移C化学方程式中ne +f D达到平衡后，增加A的量有利于平衡右移15反应aA(g)+bB(g) cC(g) H=Q ,生成物C的质量分数与压强P和温度的关系如图，方程式中的系数和Q值符合图象的是( )Aa+bc Q0 Ba+bc Q0Ca+bc Q0 Da+b=c Q016在其它条件一定时，图中曲线表示反应2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H0 达平衡时NO的转化率与温度的关系，图上标有A、B、C、D、E点，其中表示未达平衡状态且V正V逆的点是（ ）AA或E BB点 CC点 DD点17在容积固定的4L密闭容器闭中，进行可逆反应：X（气）+2Y（气） 2Z（气）并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率(正)、(逆)与时间t的关系如右图，如图中阴影部分面积表示（ ）AX的浓度的减少 BY的物质的量的减少CZ的浓度的增加 DX的物质的量的减少18如图所示，反应：X（气）+3Y（气） 2Z（气）；H0，在不同温度、不同压强（p1p2）下，达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为（ C ）19可逆反应mA（固）nB（气） eC（气）fD（气），反应过程中，当其它条件不变时， C的百分含量（C）与温度（T）和压强（P）的关系如下图：( )下列叙述正确的是A达平衡后，加入催化剂则C增大B达平衡后，若升温，平衡左移C化学方程式中ne+fD达平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动20A为气态反应物在平衡体系中的百分含量，符合曲线的反应是( )AN2（气）3H2（气）2NH3（气）；H0CN2（气）O2（气）2NO（气）；H0DCaCO3（固） CaO（固）CO2（气）；H0T21图中C表示某反应物在体系中的百分含量，v表示反应速度，P表示压强，t表示反应时间。图(A)为温度一定时压强与反应速度的关系曲线；图(B)为压强一定时，在不同时间C与温度的关系曲线。同时符合以下两个图像的反应是( )A4NH3（气）5O2（气）4NO（气）6H2O（气）；H0C3NO2（气）H2O（液）2HNO3（液）NO（气）；H022由可逆反应测绘出图像，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是（ ）A反应物中一定有气体B生成物中一定有气体C正反应一定是放热反应D正反应一定是吸热反应23能正确反映出N2+3H22NH3；H0的关系的是( C )c%tba24可逆反应A(g)+B(g) nC(g)；H=Q，在不同条件下反应混合物中C的百分含量和反应过程所需时间的关系线如图所示。下列有关叙述中一定正确的是A由图像判断反应一定从正反应方向开始B只控制温度，则a比b的温度高，Q0C只控制压强，则a比b的压强大n2D若条件为催化剂，则a表示有催化剂，b没有二、填空题（共22分）25在一定条件下，反应A(气)B(气)C(气)；H0达到平衡后，根据下列图象判断 A B C D E(1)升温，达到新的平衡的是 ( B )(2)降压，达到新的平衡的是 ( C )(3)减少C的量，移向新平衡的是 ( E )(4)增加A的量，移向新平衡的是 ( A )(5)使用催化剂，达到平衡的是 ( D )26可逆反应：aA（g） + bB（g）cC（g） + dD（g）；H= Q，根据图回答： 压强 P1比P2 小 填（大或小）（a +b）比（c +d） 小 填（大或小） 温度t1比t2 高 填（高或低） Q值为 正 填（正或负）（正值表示正反应吸热，负值表示正反应放热）27两种气态单质按下列反应X2(g) + Y2(g) 2XY(g)，X2与Y2按一定比例混合，在不同温度下经一定时间反应，混合物中X2的体积分数变化如图所示，试确定该反应正反应是吸热反应还是放热反应 正反应是放热反应 。28对于反应2A(g) + B(g) 2C(g)在反应过程中C的质量分数随温度变化如图所示，试确定：（1）T0对应的V正与V逆的关系是 V正=V逆 。（2）正反应为 放 热反应。 （3）A、B两点正反应速率的大小关系 VA V逆所以Wc逐渐增大。29把镁条投入到有稀盐酸的试管，发现氢气产生的速率变化右图所示。其中t1t2速率变化