人教版选修4 第2章第3节 化学平衡（第5课时） 课件（45张）.pptx

第5课时化学平衡图像等效平衡 第二章第三节化学平衡 学习目标定位 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 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 物质的量 浓度 时间图像 c n t图像 在2l密闭容器中 某一反应有关物质a g b g c g 的物质的量变化如图所示 根据图像回答下列问题 一 化学平衡图像的基本类型 1 横坐标表示反应过程中 纵坐标表示反应过程中 2 该反应的化学方程式是 时间变化 物质的物质的量的变化 2c g 3 在反应达2min时 正反应速率与逆反应速率之间的关系是 4 若用a物质的量浓度的变化表示反应达平衡 2min 时的正反应速率是 相等 0 15mol l 1 min 1 2 速率 时间图像 v t图像 v 正突变 v 逆渐变 且v 正 v 逆 说明是了反应物的浓度 使v 正突变 且平衡移动 增大 正向 v 正 v 逆都是突然减小的 且v 正 v 逆 说明平衡移动 该反应的正反应可能是热反应或气体总体积的反应 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 也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应体积 即增大压强 所致 正向 放 增大 催化剂 压缩 3 含量 转化率 时间 温度 压强 图像 1 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应则先达到平衡 先出现拐点的曲线表示的温度较高 压强较大 根据图像回答下列问题 表示t2t1 正反应是反应 温度升高 平衡逆向移动 放热 表示p2p1 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的反应 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ab 故a可能使用了 也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应 a了压强 压缩体积 增大 催化剂 增大 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 原则 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 t2 压强 p 与混合气体中c的含量 c 的关系图像如图所示 根据图像回答下列问题 t1为一条等温线 随着压强的增大 c 化学平衡移动 a bc 减小 逆向 在压强一定时 如p3 温度升高 c 化学平衡移动 正反应是反应 增大 正向 吸热 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变化的曲线如图所示 答案 解析 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 增大 例2反应mx g ny g pz g h 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图所示 下列说法错误的是a 该反应的 h 0b m n pc b c两点化学平衡常数 kb kcd a c两点的反应速率v a v 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 则正向为吸热反应 增大压强 y的体积分数减小 说明平衡逆向移动 则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 则c点的速率大于a点 答案 解析 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 按下列四种情况分别建立平衡 其中为等效平衡的是 n2 g 3h2 g 2nh3 1mol3mol0mol 0mol0mol2mol 0 5mol1 5mol1mol 1mol3mol2mol 答案 解析 解析恒温恒容条件下 对于反应前后气体分子数不同的可逆反应 转换后 按化学计量数换算成方程式同一边的物质 反应物或生成物的物质的量与原平衡相同 则两平衡等效 且平衡后同种物质的量相同 因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不同的可逆反应有影响 而成比例的增加反应物 相当于加压 所以平衡会移动 必须极值等量平衡才等效 2 若在恒温恒压条件下 按题1中四种情况分别建立平衡 其中为等效平衡的是 答案 解析 解析恒温恒压条件下 若转换后 按化学计量数换算成方程式同一边的物质 反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同 则两平衡等效 且平衡后两种物质的物质的量成倍数关系 因为这种情况下压强不变 不管反应前后气体分子数是否改变 对可逆反应的平衡都没有影响 而成比例的增加反应物后体积膨胀 压强不变 所以平衡不移动 只要极值等比则平衡等效 3 在恒温恒容条件下 按下列四种情况分别建立平衡 其中为等效平衡的是 co g h2o g co2 g h2 g 2mol2mol0mol0mol 0mol0mol4mol4mol 4mol4mol2mol2mol 1mol2mol1mol2mol 答案 解析 解析恒温恒容条件下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 转换后 按化学计量数换算成方程式同一边的物质 反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同 则两平衡等效 且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系 因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有影响 而成比例的增加反应物 相当于加压 所以平衡不移动 只要极值等比则平衡等效 解答等效平衡问题时 先看条件 恒温恒容或恒温恒压 再看方程式反应前后气体分子数 相同或不同 按 一边倒 转换比较 1 恒温恒容条件下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 要求极值等比 2 恒温恒容条件下 对于反应前后气体分子数不同的可逆反应 要求极值等量 3 恒温恒压条件下 不管反应前后气体分子数是否改变 都只要求极值等比 例3在一个固定容积的密闭容器中 保持一定温度进行如下反应 h2 g br2 g 2hbr g 已知加入1molh2和2molbr2达到平衡后 生成xmolhbr 在相同条件下若起始时加入的h2 br2 hbr分别为a b c 均不为0 且保持平衡时 各组分含量都不变 以下推断正确的是 a b c应满足的关系是4a c 2b 平衡时hbr为xmol a b c应满足的关系是a b c 平衡时hbr为xmola b c d 答案 解析 解析h2 g br2 g 2hbr g 是一个反应前后气体分子数不变的反应 恒容时只要起始投入量成比例 则形成等效平衡 分析 h2 g br2 g 2hbr g 平衡时n hbr hbr 起始 1mol2mol0 xx 3起始 abcx 3 例4在一个固定容积的密闭容器中 加入2mola和1molb发生反应 2a g b g 3c g d g 达到平衡时 c的浓度为nmol l 1 1 若维持容器容积和温度不变 按下列各种配比为起始物质 达到平衡后 c的浓度仍为nmol l 1的是 填字母 下同 a 4mola 2molbb 2mola 1molb 3molc 1moldc 3mola 1molbd 3molc 1molde 1mola 0 5molb 1 5molc 0 5mold 答案 解析 解析该反应前后气体分子数不同 恒温恒容下把加入的物质转化成起始状态形式 与起始状态时各物质的物质的量分别相同 即建立相同的平衡状态 恒温恒压下 比例相同即可建立相同的平衡状态 2 c的浓度大于nmol l 1的是 3 将可逆反应中a g 改为a s 则c的浓度仍为nmol l 1的是 4 若将题中 维持容器容积和温度不变 改为 维持容器压强和温度不变 则c的浓度仍为nmol l 1的是 答案 abc cde abde 学习小结 1 化学平衡图像题的分析思路 看图像 想规律 作判断 解题技巧 先拐先平 定一议二 2 恒温恒容 反应前后气体分子数不同 量相同 等效平衡 恒温恒容 反应前后气体分子数相同 成比例 等效平衡 恒温恒压 任何气体的可逆反应 成比例 等效平衡 达标检测 1 如图所示是可逆反应a g 2b g 2c g 3d g h 0的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而变化的关系图 下列条件的改变与图中的变化情况相符的是a t1时 减小了a或b的物质的量浓度b t2时 升高了温度c t2时 增大了压强d t1时 加入了催化剂 答案 1 2 3 4 5 解析 解析由图像可知 t1时刻 正反应速率不变 逆反应速率减小 只能是减小生成物的浓度 t2时刻 正 逆反应速率都增大 且平衡右移 结合反应的特征 只能是升高了温度 1 2 3 4 5 2 已知可逆反应 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1025kj mol 1 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 解析升高温度 平衡向逆反应方向移动 平衡时一氧化氮的含量小 且达到平衡时需要的时间短 故a正确 d错误 增大压强 平衡向逆反应方向移动 平衡时一氧化氮的含量小 且达到平衡时需要的时间短 故b正确 有无催化剂只影响到达平衡状态的时间 不影响平衡移动 故c正确 1 2 3 4 5 3 由某可逆反应绘出图像如图所示 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不正确的是a 反应物中可能含有气体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 答案 1 2 3 4 5 解析由图示可知 随着温度的升高 生成物的含量增加 即升高温度 平衡右移 所以该反应一定为吸热反应 压强增大 生成物的含量减小 说明化学方程式中气体生成物的计量数之和大于气体反应物的计量数之和 解析 4 2017 辛集市校级期中 有一可逆反应 2a g 3b g xc g 4d g 若按下列两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应 0 8mola 1 2molb 1 2molc 2 4mold 1 4mola 2 1molb 0 6molc 1 2mold达平衡后 c的质量分数相等 则方程式中x的值为a 1b 2c 3d 4 答案 解析 1 2 3 4 5 解析根据题意 和 为等效平衡 按照化学计量数将各物质转化成反应物或生成物 各物质的物质的量一定相等 和 相当于是同一反应处于不同的阶段 一定满足 化学反应中物质的量变化 n之比就等于化学计量数之比 之间各物质的物质的量变化为 n a 1 4 0 8 mol 0 6mol n b 2 1 1 2 mol 0 9mol n c 1 2 0 6 mol 0 6mol n d 2 4 1 2 mol 1 2mol n a n b n c n d 0 6mol 0 9mol 0 6mol 1 2mol 2 3 2 4 所以x 2 1 2 3 4 5 5 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对化学平衡的影响 得到如下变化规律 下图中 p表示压强 t表示温度 n表示物质的量 t表示反应时间 1 2 3 4 5 根据以上规律判断 填 或 1 反应 p2p1 h0 答案 1 2 3 4 5 解析 解析对反应 而言 增大压强 平衡向右移动 a的转化率 a 增大 所以p2 p1 图 a 表示随温度升高 a 减小 平衡向左移动 则正反应是放热反应 h 0 2 反应 t1t2 h0 答案 1 2 3 4 5 解析 解析图 b 表示在两种不同温度下 c的物质的量逐渐增大至达到平衡的过程 t1温度下n c 增加得快 且先达到平衡 说明t1 t2 由t1 t2 降低温度 n c