【学海导航】2012届高中化学第2轮总复习 专题2 第8课时化学平衡图象和化学平衡的简单计算课件

第课时 8 化学平衡图象和化学平衡的简单计算 专题二化学基本理论 了解化学反应速率的概念 反应速率的表示方法 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率的影响 了解化学反应的可逆性 理解化学平衡的含义及其与反应速率之间的内在联系 理解化学平衡勒夏特列原理 考标 从题型看主要是选择题和填空题 其主要形式有 1 根据化学方程式确定各物质的反应速率 2 根据给定条件 确定反应中各物质的平均反应速率 3 理解化学平衡特征的含义 确定某种情况下化学反应是否达到平衡状态 4 应用等效平衡的方法分析问题 5 应用有关原理解决模拟的实际生产问题 6 平衡移动原理在各类平衡中的应用 7 用图象表示外界条件对化学平衡的影响或者根据图象推测外界条件的变化 8 根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率 消耗量 气体体积 平均相对分子质量的变化等 由于本章知识内容较多 所以我们分两讲来复习此知识点 考情 一 化学平衡图象 1 速率 时间图 此类图象定性地揭示了v正 v逆随时间 含条件改变对速率的影响 而变化的规律 体现了平衡的 动 等 定 变 的基本特征 解题时要注意 抓住v正 v逆的点 这是平衡点 抓住平衡移动的方向 抓住速率是增大还是减小 2 浓度 时间图 此类图象能说明各平衡体系组分 或某一成分 在反应过程中的变化情况 解题时要注意 各物质曲线的折点 达平衡时刻 各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况 3 反应体系中的某种量 时间 温度图 这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度 压强 下对时间的关系 解题时要注意 一定条件下物质含量不再改变时 应是化学反应达到平衡的特征 先达到平衡的条件高 即温度高 压强大 仔细分析温度变化时平衡移动的方向 4 平衡体系中的某种量 温度 压强图 该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率 横坐标为温度或压强 解题时要注意 在恒温时 分析压强变化对平衡的影响 确定反应后的化学计量数变化 在恒压时 分析温度变化对平衡的影响 确定反应是放热还是吸热 反应N2O4 g 2NO2 g H 57kJ mol 1 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 A A C两点的反应速率 A CB A 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D A C两点气体的平均相对分子质量 A C 解析 A C两点温度相同 但是C点压强大些 故速率C点大于A点 由于C点压强较大 温度相同时 一般通过压缩体积来增大压强 故C点体积小些 但是NO2浓度要大些 即颜色深些 由状态B到状态A NO2的体积分数在增大 即平衡正向移动 因该反应为吸热反应 故通过加热可以达到要求 在总质量一定的情况下 C点逆向进行程度大些 使得气体总物质的量C点较少 故C点气体的平均相对分子质量较大 所以答案选C 答案 C 变式1 可逆反应3A g B g C g 在其他条件不变时 随着反应进行温度 T 对C物质的量的影响如图所示 下列说法正确的是 A t1时 T1或T2条件下反应都处于平衡状态B T1T2 H 0D 若改变压强平衡不发生移动 解析 由于T2先达到平衡 所以T2 T1 而升高温度 C的物质的量在减少 向逆反应进行 说明该反应是放热反应 答案 B 二 等效平衡 1 概念 在一定条件 定温 定容或定温 定压 对同一可逆反应 若起始时加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 各组分的物质的量分数相同 这样的平衡称为等效平衡 2 规律 1 定温定容 对于一般的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量 如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同 则两平衡为等效平衡 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比例与原平衡相同 两平衡为等效平衡 2 定温定压 改变起始时加入物质的物质的量 只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量的比例与原平衡相同 两平衡为等效平衡 3 解答方法 极值转化靠标准 根据压强建等式 如图所示为一恒压容器 在恒定温度下 将1molN2和3molH2混合后由A口快速充入容器 封闭A 进行反应在t1时刻达到平衡 t2时刻再从A口快速充入一定量NH3 封闭A t3重新达平衡至t4 在0 t4时间内混合气中NH3的体积百分数 纵坐标 随时间 横坐标 变化的曲线正确的是 解析 在t2时刻再加NH3 向左极限转化后相当于按比例增加N2和H2 因该反应是在恒温恒压下进行 故原平衡和新平衡是等效平衡 所以最终NH3的体积分数不变 答案选C 答案 C 变式2 恒温 恒压下 1molA和nmolB在一个容积可变的容器中发生如下反应 A g 2B g 2C g 一段时间后达到平衡 生成amolC 则下列说法中正确的是 A A B的转化率之比为1 2B 起始时刻和达平衡后容器中的压强比为 1 n 1 n a 2 C 若起始时放入3molA和3nmolB 则达平衡时生成3amolCD 当v正 A 2v逆 C 时 可断定反应应达平衡 解析 A B的转化率与A B的起始加入量有关 如果起始加入量为1 2 则转化率相等 由于是恒压容器 压强前后是相等的 起始时放入3molA和3nmolB与前者是等效平衡所以达平衡时生成3amolC 应该是2v正 A v逆 C 时 可断定反应应达平衡 答案 C 三 平衡移动后 有关转化率的变化 1 温度 变T 若向正反应方向移动 转化率增大 若向逆反应方向移动 转化率减小 2 压强 变P 若向正反应方向移动 转化率增大 若向逆反应方向移动 转化率减小 3 加入反应物 1 当有两种反应物时 增加其中一种反应物的量 该反应物的转化率减小 另一种反应物的转化率增大 2 当只有一种反应物时 若恒温恒容 加入反应物 相当于在原平衡的基础上加压 若恒温恒压 则转化率不变 在一个真空密闭恒容容器中加入4molPCl3和2molCl2 加热至200 发生反应PCl3 Cl2PCl5 达平衡时PCl3的转化率为 1 若再充入2molPCl3和1molCl2 相同条件下达平衡时PCl3的转化率为 2 则 1 2的关系是 A 1 2B 1 2C 1 2D 无法确定 解析 本题前后出现两个平衡状态的相同点 体积相同 温度相同 不同点 因为本反应正反应方向是体积减小的方向 且反应初始时投入的PCl3和Cl2物质的量是按比例增大 反应达平衡后容器内压强不同 反应达平衡过程中压强越大平衡越易向正反应方向移动 使得PCl3的转化率在增大 即 1 2 所以答案选B 答案 B 1 对于密闭容器中的反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 在672K 30MPa下n NH3 和n H2 随时间变化的关系如图所示 下列叙述正确的是 A 点a处的正反应速率比点b处的大B 点c处的正反应速率等于逆反应速率C 点d t1时刻 的n N2 比点e t2时刻 处的n N2 大D 其他条件不变 773K下反应至平衡时 此时画出的两根平行线间的距离将要变大 a点到b点是向正反应方向移动 反应物的浓度在减小 所以a点正反应的速率比b点的大 c点并不是平衡点 d和e是达到平衡后的点 所以两处的n N2 相等 升高温度平衡向逆反应方向移动 则消耗NH3 生成H2 再次平衡后两者之间的距离应该变小 A 答案 2 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 H 0 反应相同时间后 分别测定体系中NO2的百分含量 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 在恒容状态下 在五个相同的容器中同时通入等量的NO2 反应相同时间 那么则有两种可能 一是已达到平衡状态 二是还没有达到平衡状态 仍然在向正反应移动 若5个容器在反应相同时间下 均已达到平衡 因为该反应是放热反应 温度越高 平衡向逆反应方向移动 NO2的百分含量随温度升高而升高 所以B正确 若5个容器中有未达到平衡状态的 那么温度越高 反应速率越大 会出现温度高的NO2转化得快 导致NO2的百分含量少的情况 在D图中转折点为平衡状态 转折点左侧为未平衡状态 右侧为平衡状态 D正确 BD 答案 3 在容积固定的密闭容器中存在如下反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 某研究小组研究了其他条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 并根据实验数据作出如下关系图 下列叙述正确的是 A 图 研究的是温度对反应的影响 且甲的温度比乙高B 图 研究的是温度对反应的影响 且甲的温度比乙高C 图 研究的是压强对反应的影响 且甲的压强比乙大D 图 研究的是不同催化剂对反应的影响 且乙使用的催化剂效率比甲高关键点是先达到平衡的条件高 即温度高 压强大 B 4 在一密闭容器中充入2molA和1molB发生反应 2A g B g xC g 达到平衡后 C的体积分数为W 若维持容器的容积和温度不变 起始物质的量改为A 0 6mol B 0 3