高中化学反应原理之化学平衡图像分析课件苏教版选修4.ppt

1 一密闭体系中发生反应 n2 3h22nh3 正反应为放热反应 下图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图 回答下列问题 1 处于平衡状态的时间段是 2 t1 t3 t4时刻 体系中分别是什么条件发生了变化 3 下列时间段中 氨的百分含量最高是a 0 t1b t2 t3c t3 t4d t5 t6 0 t1 t2 t3 t3 t4 t5 t6 t1 升高温度 t3 使用催化剂 t4 减小体系压强 课前体验 2 一定温度下 在2l的密闭容器中 x y z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示 下列描述正确的是a 反应开始到10s 用z表示的反应速率为0 158mol l s b 反应开始到10s x的物质的量浓度减少了0 79mol lc 反应开始到10s时 y的转化率为79 0 d 反应的化学方程式为 x g y g z g 课前体验 3 下图 分别代表 反应 则y轴是指 n2 g 3h2 g 2nh3 g h q h2 g i2 g 2hi g h q co g 2h2 g ch3oh g h q 2so3 g 2so2 g o2 g h qa 平衡混合气中一种生成物的百分含量b 平衡混合气中一种反应物的百分含量c 平衡混合气中一种生成物的转化率d 平衡混合气中一种反应物的转化率 课前体验 4 i2在ki溶液中存在下列平衡 i2 aq i aq i3 aq 某i2 ki混合溶液中 c i3 与温度t的关系如图所示 下列说法正确的是a 反应i2 aq i aq i3 aq 的 h 0b 若温度为t1 t2 反应的平衡常数分别为k1 k2 则k1 k2c 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 课前体验 1 图像问题解题步骤 1 看懂图像 看面 即弄清纵坐标与横坐标的意义 看线 即弄清线的走向和变化趋势 看点 即弄清起点 拐点 交点 终点的意义 看是否要作辅助线 如等温线 等压线 看定量图像中有关量的多少 2 联想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律 3 作出判断 根据图像中表现的关系与所学规律相对比 作出符合题目要求的判断 方法指导 2 原则 1 定一议二 原则在化学平衡图像中 包括纵坐标 横坐标和曲线所表示的三个量 确定横坐标所示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后 讨论横坐标与曲线的关系 2 先拐先平 数值大 原则在化学平衡图像中 先出现拐点的反应则先达到平衡 先出现拐点的曲线表示的温度较高或表示的压强较大 方法指导 1 以速率 时间图像计算平衡浓度 例1 在容积固定为2l的密闭容器中 充入x y气体各2mol 发生可逆反应 x g 2y g 2z g 并达平衡 以y的浓度改变表示的反应速度与时间t的关系如图所示 则y的平衡浓度表达式正确的是 式中s是对应区域的面积 典例精析 例2 根据下图回答下列问题 确定t1 t2 t3时刻的操作 a 浓度减小b 加压c 降温 该反应正向是 吸 放 热反应 气体物质的量 增大 减少 的反应 放 增大 典例精析 2 以速率 时间图像描述化学平衡移动的本质 反应a g b g c g h 0已达平衡 升高温度 平衡逆向移动 当反应一段时间后反应又达平衡 则速率对时间的曲线为 首先要把握大方向 即升温使v正 v逆都变大 所以b不对 再看起点和终点 由于原反应是平衡的 v逆 v正 因而起点相同 又由于再次达到平衡 v正 v逆 因而终点相同 故a不对 由于正反应是放热反应 所以升温使v正和v逆都增大 但逆反应增大得更多 故v逆更大 即v逆的曲线斜率大 故答案为c 典例精析 变式1 例3 下图表示反应x g 4y g z g h 0 在某温度时的浓度随时间变化的曲线 下列有关该反应的描述正确的是a 第6min后 反应就终止了b x的平衡转化率为85 c 若升高温度 x的平衡转化率将大于85 d 若降低温度 v正和v逆将以同样倍数减少 典例精析 3 以物质的量 浓度 时间图像描述可逆反应达平衡的过程 典例精析 500 20mpa时 将h2和n2置于一容积为2l的密闭容器中发生反应 反应过程中h2 n2和nh3物质的量变化如图所示 下列说法正确的是a 反应开始到第10min n2的平均反应速率为0 005mol l min b 从曲线变化可以看出 反应进行到10min至20min时可能是使用了催化剂c 从曲线变化可以看出 反应进行至25min时 分离出0 1mol的氨气d 在25min时平衡正向移动但达到新平衡后nh3的体积分数比原平衡小 变式2 例4 在425 时 1l密闭容器中进行反应 h2 g i2 g 2hi g 以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡 下图 典例精析 4 以浓度 时间图像描述等效平衡过程 将图示3种情况的反应物 生成物的初始和平衡浓度填入表格 例4 在425 时 1l密闭容器中进行反应 h2 g i2 g 2hi g 以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡 下图 典例精析 4 以浓度 时间图像描述等效平衡过程 以上3种情况达到化学平衡是否为同一平衡状态 由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征 达平衡时反应物和生成物浓度完全相同 故为同一平衡状态 在一定条件下达到平衡后 正逆反应速率相等 平衡混合物中各物质的浓度保持不变 例5 对于可逆反应 a g b s c g d g 反应过程中 其他条件不变时 产物 的质量分数 与温度 或压强p的关系如图所示 请判断下列说法正确的是 降温 化学平衡向正反应方向移动 使用催化剂可使d 有所增加 化学方程式中气体的化学计量数 b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 5 以物质的量 转化率 时间图像描述温度或压强对平衡移动的影响 典例精析 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 在密闭容器中进行下列反应 m g n g r g 2l此反应符合右图 下列叙述正确的是 典例精析 变式3 4 取5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 h 0 反应相同时间后 分别测定体系中no2的百分量 no2 并作出其随反应温度 t 变化的关系图 下列示意图中 可能与实验结果相符的是 典例精析 6 以转化率 体积分数 压强 温度 图像判断平衡状态 mm s nn g pq g 正反应为放热反应 在一定温度下平衡时n 与压强的关系如图 下列有关叙述正确的是a a点时混合物的v正 v逆b a点比b点反应速率快c n pd m n p 典例精析 变式4 7 根据质量分数 体积分数 压强 温度图像判断反应特征 例7 已知反应ma g nb g xc g yd g a的转化率ra与p t的关系如图 根据图示可以得出的正确结论是a 正反应吸热 b 正反应吸热 c 正反应放热 d 正反应放热 典例精析 x g y g 2z g h 0 达平衡时 混合气体中z的百分含量随温度变化的曲线为 a b c d 典例精析 变式5 例8下列反应符合下图p v变化曲线的是a h2 g i2 g 2hi g b 3no2 g h2o l 2hno3 l no g c 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g d co g c s 2co g 8 由速率 压强 温度 图像描述平衡移动时正逆反应速率的变化 典例精析 下列反应符合下图t v变化曲线的是a 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 0b n2o3 g no2 g no g h 0c 3no2 g h2o l 2hno3 aq no g h 0d 2co g co2 g c s h 0 典例精析 变式6 9 混合气体平均相对分子质量 温度 压强 图像 典例精析 例9 可逆反应2a b2c g 正反应放热 随温度变化气体平均摩尔质量如图所示 则下列叙述正确的是 a a和b可能都是固体b a和b一定都是气体c 若b为固体 则a一定是气体d a和b不可能都是气体e a和b可能都是气体 10 由体积分数 温度图像判断平衡进程 例10 在容积相同的不同密闭容器内 分别充入同量的n2和h2 在不同温度 任其发生反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 在第7秒时分别测定其中的体积分数 并绘成下图曲线 典例精析 此反应的正反应是 热反应 t1到t2变化时 v正v逆 t3时 v正v逆 t3到t4变化时 v正v逆 a b 放 a b c d e中 尚未达到化学平衡状态的点是 10 由体积分数 温度图像判断平衡进程 例10 在容积相同的不同密闭容器内 分别充入同量的n2和h2 在不同温度 任其发生反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 在第7秒时分别测定其中的体积分数 并绘成下图曲线 典例精析 ac段曲线是增函数曲线 ce段曲线是减函数曲线 试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由为是 ac段化学反应尚未平衡 受速率控制 t升高 反应速率加快 增大为增函数 ce段达到平衡后受平衡因素控制 t升高 平衡向吸热的逆向移动 故下降为减函数 1 09全国卷 某温度时 在2l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表所示 根据左表中数据 在右图中画出x y z的物质的量 n 随时间 t 变化的曲线 高考回放 4 平衡时反应物x的转化率 x g 2y g 2z g 1 09全国卷 某温度时 在2l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表所示 2 体系中发生反应的化学方程式 3 列式计算该反应在0 3min时间内产物z的平均反应速率 高考回放 1 09全国卷 某温度时 在2l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表所示 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 如右图所示 则曲线 所对应的实验条件改变分别是 升高温度加入催化剂增大压强 高考回放 2 09年安徽 fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好ph和浓度的废水中加入h2o2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p cp 探究有关因素对该降解反应速率的影响 实验设计 控制p cp的初始浓度相同 恒定实验温度在298k或313k 其余实验条件见下表 设计如下对比试验 请完成以下实验设计表 表中不要留空格 探究溶液的ph对降解反应速率的影响 313 3 6 0 0 30 高考回放 2 09年安徽 fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好ph和浓度的废水中加入h2o2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p cp 探究有关因素对该降解反应速率的影响 数据处理 实验测得p cp的浓度随时间变化的关系如下图 请根据右上图实验 曲线 计算降解反应在50 150s内的反应速率 v p cp mol l s 8 0 10 6 高考回放 2 09年安徽 fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好ph和浓度的废水中加入h2o2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p cp 探究有关因素对该降解反应速率的影响 解释与结论 实验 表明温度升高 降解反应速率增大 但温度过高时反而导致降解反应速率减小 请从fenton法所用试剂h2o2的角度分析原因 h2o2在温度过高时迅速分解 实验 得出的结论是 ph等于10时 反应速率趋向于零 或该降解反应趋于停止 高考回放 2 09年安徽 fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好ph和浓度的废水中加入h2o2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p cp 探究有关因素对该