化学平衡的有关图像问题(二)

1、化学平衡的有关图像问题（二） 1.化学平衡图象的特征分析2.化学平衡问题研究的重要思维方3.有关转化率的判断计算二、学法指导t1aA（一）化学平衡的图象问题研究 1. 作用：化学反应速率和化学平衡的有关理论具有一定的抽象性，.运用各种图象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. 2.方法： (1)注重纵坐标和横坐标所对应的物理量.,只要其中一个物理量改变，就可能导致图象的改变. 例如 对一可逆反应从起始到达平衡，某反应物的A的百分含量)、A的转化率aA分别对时间作图，曲线正好相反. A%t t1 t A的百分含量与时间关系 A的转化率与时

2、间关系（2）弄清纵坐标和横坐标两种物理量之间的相互关系。.作图或析图时要注意变化的方向、趋势、程度，.如考虑是直线还是曲线？是上升还是下降？到一定时是否会不再改变？若是两条或两条以上的直线，斜率是否相同？若是两曲线，它们的曲率是否相等？这一系列的问题必须思考清楚。. （3）抓住关键的点：如原点、最高点、最低点、转折点（拐点）、交点等.。同样有一系列问题值得去好好思考，如该不该通过原点？有没有最高（或最低）点？为何有转折点、交点等？3.图象类型 （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

3、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越小 压强（P）一定，温度（T）越大，V正、V逆越大，t越小 T、P一定，使用正催化剂后V正、V逆均增大，t缩小. “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)Q在

4、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.T1 T2,P2P1,mnP,Q0 C.T2 T1,P2P1,mnP,Q0 D.T1 T2,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： 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

5、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 答案:在反应速率（v）时间（t）图象中，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

6、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. 例 3. 可逆反应N23H2 2NH3Q,从反应开始经t1秒达平衡状态，因条件改变，平衡在t2秒时发生移动，在t3秒时，又达到新的平衡状态.试根据t2t3秒曲线判断，下列图1、图2所表示的平衡移动方向和变化条件各是什么？ 图1 图2 解析 图1中t2t3曲线与原来连续变化，说明只可能为改变_引起.NH3浓度下降,H2浓度增大,说明平衡是逆向移动,故变化的条件是_. 图2中 ,t2时改变条件前

7、后NH3的浓度连续变化，而N2浓度突变，说明只能是增加_浓度引起，平衡正向移动. 例 5.气态反应AB CD,其它条件不变，在有催化剂条件(a)时和无催化剂条件(b)时的反应过程中,有关的量(纵坐标)随时间(横坐标)的变化情况错误的是 解析：使用催化剂，同等程度改变正逆反应速度，缩短达到平衡所需时间，但不改变平衡状态。故不论有无催化剂，达到平衡时同一成分的百分含量相同。所以选项A错_对。选项D中似乎达平衡所需时间长短合理，但使用催化剂，反应速率不但不增大，反而减小，显然不合理。本题正确选项：_例6.2.右图为条件一定时,反应 2NOO2 2NO2Q(Q0)中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图

8、,图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且V正V逆的点是 A.B和C B.A和E C.E D.A和C 解析：当条件一定时，反应的最大转化率一定是达平衡状态时。该图像与初中所学的溶解度曲线很相似。A、D所在的曲线上所有的点均为平衡时的状态。曲线上下的点均为非平衡时的状态。反应从非平衡自发达平衡。从图中可看出，B、C所在状态的转化率小于该温度平衡时。说明反应正向_方向移动。即V正V逆。而E所在状态的转化率大于该温度平衡时的，说明反应正向逆反应方向移动。即V正V逆。故本题选_.。 (2)横标温度T 纵标百分含量A% 或转化率aA 或反应速率C 特点：横坐标为T时，纵标对应的各物理量均

9、随T变化而变化. 若测得在不同温度下经过足够长时间达平衡时A%、A、C均随T单调变化. 若测得在不同温度下经过同一时间在某一时刻测得A%、A、C随T变化而可能呈现先上升达最高点 下降的变化趋势 例7 下图表示外界条件（温度、压力）的变化对下列反应的影响. L（s）G（g） 2R(g)Q(吸热) 在图中Y轴是指A.平衡混合气中R的质量分数 B.平衡混合气中G的体积分数 C.G的转化率 D.L的转化率 解析 由图象可知:T,Y. G%,R%. 由反应可知:T,平衡正移. 反应物. 答案:_ 例5 在容积相同的五个密闭容器中分别放入同量的A2和B2，在不同温度下同时任其发生反应：A2（g）3B2(g

10、) 2AB3（g），分别在某一同时刻测得其中AB3所占的体积分数变化如图所示.下列说法不正确的是 A.正反应是放热反应 B.E、F二点尚未达到平衡 C.H、I二点尚未达到平衡 D.G、H、I三点可能已达平衡状态 解析 随着温度的升高反应速率加快.从G到H、I，AB3%所占的体积分数降低，能得出正反应是放热反应；E、F两点AB3%比G点低，原因是低温下反应速率慢，反应未达平衡状态.选_(二)解决化学平衡问题的重要思维方法 1.可逆反应“不为零”原则. 可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的量不为零. 一般可用极限分析法推断. 即假设反应不可逆，则最多生成产物多

11、少，有无反应物剩余，余多少.这样的极值点是不可能达到的，故可用确定某些范围或在范围中选择合适的量. 例3 在一定温度下将1 molCO和1mol水蒸气放在密闭容器中反应：COH2O CO2H2,达平衡后测得CO2为0.6mol，再通入4mol水蒸气，达新平衡后CO2的物质的量可能是 解析 加入H2O（g）平衡正移，n·CO20.6mol但不可能任意增大,根据“不为零”原则，1molCO即使完全反应也只可能生成1molCO2，所以0.6molnCO21mol.答案_合适 2.“一边倒”原则 可逆反应，在条件相同时（等温等容），若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物

12、质的物质的量要相当.因此可以采用一边倒的原则来处理以下问题： （1）化学平衡等同条件（等温等容） aA(g)bB(g) cC(g) 始 a b 0 平衡态 始 0 0 c 平衡态 始 x y z 平衡态 为了使平衡 根据“一边倒”原则，即可得 xza 1 yzb 1 例8 温度、催化剂不变，向某一固定体积的密闭容器内按下列各组物质的量加入H2、N2、NH3，反应达平衡时；氨气浓度最大的一组是 ABCDH2613.55N22011.5NH30421 解析 2NH3 N23H2.根据反应“一边倒”换算. B 0 2 617 C 0 2 33.56.5 D 0 2 1.556.5 由此可知，符合题意

13、的是_ 3.“过渡态”方法. 思路：相同倍数增加各种反应物的浓度，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况. 例9. .一真空密闭容器中盛有molPCl5,加热到200时发生反应.PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g),反应达到平衡时,PCl5所占体积百分数为M%.若在同一温度和同一容器中,最初投入的是2molPCl5 ,反应达平衡时,PCl5所占体积百分数为N%,则M和N的正确关系是 A.MN B.M N C.MN D.无法比较 解析：从molPCl5 到2molPCl5投料，相当于增大体系压强，对该可逆反应而言，促使平衡逆移，反应达平衡时,PCl5所占体积百分数增大，

14、故选_巩固练习（一）选择题1 如右图所示表示平衡混合物中x的百分含量在不同的压强下，随湿度变化的情况，在下列平衡体系中，x可以代表用下横线标明的物质（反应中各物质为气态）的是（ ）AN2+2H2 2NH3H0BH2+I2 2HI+H0C2SO3 2SO2+O2H0D4NH3+5O2 4NO+6H2OH02 在溶积固定的4L密闭容顺中，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3今有反应X(g)+Y(g

15、) 2Z(g)+ H0若反应开始经t1秒后达到平衡，又经t2秒后，由于反应条件的改变使平衡破坏，则t3时又达到平衡，如图表示，试分析，以t2到t3秒曲线变化的原因因是（ ）A增大了X和Y的浓度B使用了催化剂C增加了反就体系的压强D升高了反应的湿度4可逆反应N2O5 N2O4+O2H0在t1时达到平衡，然后在t2时开始加热，至一定湿度后停止加热并增温，到t3时又建立平衡，下列各图解表示上述情况的是（ ）A B C D5可逆反应aX(气)+bY(气) cZ(气)+dW(气) H=Q在压强P1、P2湿度T1、T2下，产物W 的质量与反应时间t的关系如图。下列各项正确的是（ ）AP1P2BQ0CT1T

16、2Dc+da+b6都符合两个图象的反应是（C%表法反应物质量分数，v表示速率，P表示压强，t表示时间）（ ）AN2O3(g) NO2(g)+NO(g) H0B2NO2(g)+H2O(1) 2HNO3(1)+NO(g)+ H0C4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H0DCO2(g)+C(s) 2CO(g) H0（1） （2） 7对于反应A(气)+2B(气) 2C(气) H0，下面各图能正确反映在这一反应中，反应时间t，湿度T与平衡混合物中C的百分含量关系的是（ ）A B C D8在密闭容器中发生反应2SO2+O2 2SO2(气)，起始时SO2和O2分别为20mol和10m

17、ol，达到平衡时，SO2的转化率为80%，若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为（ ）A10mol和10% B20mol和20%C20mol和40% D30mol和80%9右图中，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，若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（ ）A降低湿度 B增大Y的浓度C加入催化剂 D增大体系压强10在密闭容器中发生反应：aX(气)+bY(气) cZ(气)+dW(气)，反应达到平衡后，保持湿度不变，将气体压缩到原来的体积，当再次达到平衡时，W的浓度

18、为原平衡的1.8倍，下列叙述中不正确的是（ ）A平衡向逆反应方向移动 Ba+bc+dCZ的体积分数增加 DX的转化率下降11对于可逆反应：A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)+Q(Q0)，下列图像中正确的是（ ）12在等温、等容条件下有下列气体反应：2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡：.A和B的起始浓度均为2mol·L1；.C和D的起始浓度分别为2mol·L1和6mol·L1.下列叙述正确的是（ ）A和两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同B和两途径最终达到平衡时，中A的转化率与中B的产率之和不为1C达到平衡时，

19、途径的反应速率(A)等于途径的反应速率(A)D达平衡时，第条途径混合气体的密度为第条途径混合气体密度的1/2（二）填空题13在一固定容积的密闭容器中，1molHI气体建立如下平衡2HI H2(g)+I2(g)，此时HI的转化率为25%，其它条件不变时再充入1molHI的气体，重新平衡后HI的转化率为（ ）23%（填“”“”或“=”14对于吸热反应A(g)+B(g) C(g)+D(g) A的转化率与压强（P）和湿度（T）的关系如图所示则T1、T2、T3的关系是_.15在一定条件下，可逆反应A+B Mc的变化如右图所示，已知坐标表示在不同湿度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2的湿

20、度时达到平衡后向容器加压的变化情况，问：（1）湿度T1_T2(填、或=.（2）正反应是_反应（填吸热或和热）.（3）如果A、B、C均为气体，则m_2（填、或=（4）当湿度和容积不变时，如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体生活费的压强_，平衡_移动.16可逆反应2A(g)+B(g) nC(g)H=Q，图甲为同温度不同压强时，混合气体中A的体积分数A%随反应时间变化的曲线；图乙为同一压强不同湿度时，混合气体中A的体积分数A%随反应时间变化的曲线试根据曲线确定 甲 乙（1）P1与P2关系_，n_3（填、或=（2）T1与T2的关系是_，Q_0（填、或=17某化学反应2A B+D在四种不同条件下进

21、行，B、D起始浓度为见反应物A的浓度(mol/L)B随反应时间（min）的变化情况如下表：实验序号 时浓 间 度湿度010203040506018001.00.800.670.570.500.500.502800C20.600.500.500.500.500.503800C30.920.750.630.600.600.6048201.00.400.250.200.200.200.20 根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平衡速率为_mol(L·min).（2）在实验2，A的初始浓度C2=_mo/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐隐约约含的条件是_。（3）设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，则V3_V1（填、=、，且C3_1.0mol/L（填、=、（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是_反应（选填吸热、放热）理由是18二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时，达到平衡（NO2浓度约为0.0125mol/L）。右图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25秒内的反应进程。（1） 请计算前20秒内氧气的平均生成速度：（2） 若反应延续至70秒，请在图中用