(教案)第2章 小阶段任务学习 化学平衡图像的分析-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修一(鲁科版2019)

化学平衡图像的分析 含量(或转化率)—时间—温度(压强)图像 对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　ΔH，在不同条件下，在密闭容器中加入一定量的A和B反应建立化学平衡。 探究1：若C的质量分数变化如下图所示，则相对于b曲线，a曲线可能改变了什么反应条件？ 提示：可能使用了催化剂或者增大压强。 探究2：若在不同温度T1和T2条件下，B的质量分数变化如下图所示，试判断T1和T2的大小，该反应的ΔH大于0还是小于0? 提示：T2>T1。升高温度，B%增大，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，该反应的ΔH<0。 探究3：若在不同压强p1和p2条件下，C的质量分数变化如下图所示，试判断p1和p2的大小，以及m＋n和p的大小。 提示：p1>p2。增大压强，C%减小，平衡逆向移动，则m＋n<p。 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系数的关系。 [以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] 解题方法是“先拐先平，数值大”：曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 以上面三图为例： (1)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温度的高低或压强的大小 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达到平衡所需时间短。如图甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达到平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。 ③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达到平衡所需时间短，但反应物的转化率不变。如图丙中a使用催化剂。 (2)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的吸热放热或反应前后气体系数关系 ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应，即m＋n>p。 1．反应X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH<0，在一定条件下，反应情况如图所示。若使曲线b变为曲线a可采取的措施是(　　) A．加入催化剂 B．增大压强 C．升高温度 D．保持容器容积不变，充入He C　解析：由图可知，a先达到了平衡状态，反应速率较快，Y的转化率较小。加入催化剂，只能改变反应速率，不能影响化学平衡，A项错误；该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强，反应速率加快，平衡不移动，B项错误；该反应的正反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，Y的转化率减小，可以使曲线b变为曲线a，C项正确；保持容器容积不变，充入He，参与反应的各物质的浓度均不变，反应速率不变，平衡不移动，D项错误。 2．反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量n与反应时间t的关系如图所示，下述判断正确的是(　　) A．T1<T2，p1<p2 B．T1<T2，p1>p2 C．T1>T2，p1>p2 D．T1>T2，p1<p2 C　解析：温度T相同时，压强p越大反应速率v越快，达到化学平衡的时间越短，故p1>p2；若从纵坐标来分析，p2→p1，n(Z)增大，平衡正向移动，对照反应特征(气体体积减小)可知p1>p2。同理，压强相同时，温度越高反应速率越快，达到化学平衡的时间越短，故T1>T2，或从n来分析，T2→T1，n(Z)减小，平衡逆向移动(正向放热则逆向吸热)，说明T1>T2。 3．(双选)T ℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图Ⅰ所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图Ⅱ所示。下列结论正确的是(　　) A．在(t1＋10)min，其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动 B．(t1＋10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向左移动 C．T ℃时，在相同容器中，若由0.3 mol·L－1A、0.1 mol·L－1 B和0.4 mol·L－1 C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·L－1 D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大 BC　解析：图Ⅰ是c－t图像，根据图像，反应从开始到t1时，A、B浓度分别减少0.2 mol·L－1、0.6 mol·L－1，C的浓度增大0.4 mol·L－1，则化学方程式为A(g)＋3B(g)2C(g)，增大压强，平衡右移，A错误；(t1＋10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，体积增大，气体分压减小，则平衡向逆反应方向移动，B正确；从等效平衡的角度考虑，T ℃时，在相同容