2.2.4 化学平衡的图像 微讲小本-【赢在微点】轻松课堂2023.2024学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019,单选版）

第4课时　化学平衡的图像 学习目标 核心素养 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。 证据推理与模型认知:通过实验论证说明条件的改变对化学平衡移动的影响,构建分析有关化学平衡的图像的思维模型。 课堂互动探究 　 探究一　利用“断点”突破化学反应速率图像 1.当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况,根据出现“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况作出判断。如图: t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.常见含“断点”的速率变化图像分析。 图像 t1时刻 所改变 的条件 温 度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热的反应 正反应为吸热的反应 压 强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 【例1】　已知:A(g)+2B(g)3C(g)　ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.容器内压强不变,表明反应达到平衡 B.t2时改变的条件:向容器中加入C C.平衡时A的体积分数φ:φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ) D.平衡常数K:K(Ⅱ)>K(Ⅰ) 解析　容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,A项错误;根据图像变化曲线可知,t2~t3过程中,t2时,v'正瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图像,属于“渐变”过程,所以排除温度、压强与催化剂等影响因素,改变的条件为向容器中加入C,B项正确;最初加入体系中的A和B的物质的量之比为1∶3,当向体系中加入C时,平衡逆向移动,最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2,因此平衡时A的体积分数:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ),C项错误;平衡常数K与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K保持不变,D项错误。 答案　B 【变式训练】 1.密闭容器中发生反应:A(g)+3B(g)2C(g)　ΔH<0,根据v-t图像,回答下列问题: (1)下列时刻所改变的外界条件是t1　　　　　　　;t3　　　　;t4　　　　。  (2)反应速率最快的时间段是 　。 (3)下列措施能增大正反应速率的是 　 (填选项字母)。 A.通入A(g) B.分离出C(g) C.降温 D.增大容器容积 解析　(1)t1时刻,改变条件,v'正、v'逆均增大,且v'逆>v'正,平衡逆向移动,说明改变的条件是升高温度。t3时刻,改变条件, v″正、v″逆同等程度增大,且该反应是反应前后气体物质的量不相等的反应,故改变的条件是加入催化剂。t4时刻,改变条件,v‴正、v‴逆均减小,且v‴逆>v‴正,平衡逆向移动,说明改变的条件是减小压强。(2)t3~t4时间段内,反应使用催化剂,由图像可知该时间段内反应速率最快。(3)降温、增大容器容积均会使正、逆反应速率减小;分离出C(g)时,v正不变,v逆减小,随着反应的进行v正会减小;通入A(g),反应物的浓度增大,v正增大。 答案　(1)升高温度　加入催化剂　减小压强 (2)t3~t4　(3)A 探究二　“先拐先平”解决单一变量的平衡图像 已知不同温度或压强下,反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线,推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以mA(g)+nB(g)qC(g)　ΔH中反应物A的转化率αA为例说明] 甲 乙 丙 解答这类图像题时应注意以下两点: (1)“先拐先平,数值大”原则。 分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起,温度较高时,反应达平衡所需时间短。如图甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起,压强较大时,反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。 ③若为是否使用催化剂,使用合适催化剂时,反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。 (2)正确掌握图像中反应规律的判断方法。 ①图甲中,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡逆向移动,则ΔH<0。 ②图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正向移动,则m+n>q,正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量,则图甲中正反应为吸热反应,图乙中正反应为气体体积增大的反应。 【例2】　已知某可逆反应