第2章 专题提升系列(4) 化学反应速率与化学平衡图像-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（人教，单选版）

化学平衡图像是展示化学平衡动态变化过程的直观手法。虽然图示不复杂，但却有一定的抽象性和综合性，因此分析化学平衡图像，应从以下四步入手： (1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量变化等。 (2)依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体物质参加或生成等。 学生用书第48页 (3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。 (4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。 一、速率—时间图像 根据v-t图像，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。 以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。 条件 c(N2)增大 c(H2)减小 c(NH3)增大 v-t图像 平衡移动方向 正反应方向移动 逆反应方向移动 逆反应方向移动 条件 c(NH3)减小 增大压强 减小压强 v-t图像 平衡移动方向 正反应方向移动 正反应方向移动 逆反应方向移动 v-t图像 平衡移动方向 逆反应方向移动 正反应方向移动 不移动 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)上述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，由题图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 二、化学平衡图像 以反应mA(g)＋nB(g)xC(g)＋qD(g)为例，突破外界因素对化学平衡的影响的图像问题： (一)转化率—时间图 1．分析四种图像 由图知：p一定时，ΔH<0 由图知：T一定时，m＋n>x＋q 由图知：T一定时，m＋n<x＋q 由图知：T一定时，m＋n＝x＋q 2.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)至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。如甲图500 ℃先达平衡。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙、丙、丁图1.01×107 Pa先达平衡。 (2)掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 学生用书第49页 ②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则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，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。 一定条件下，CO2(g)＋3H2(g) H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝－53.7 kJ·mol－1，向2 L恒温密闭容器中充入1 mol CO2和2.8 mol H2反应，图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法中不正确的是(　　) A．m点：v正>v逆 B．活化能：过程Ⅱ>过程Ⅰ C．n点时该反应的平衡常数K＝50 D．过程Ⅰ，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度 C　[m点CO2的转化率不是最大，反应向正反应方向进行，因此v正>v逆，A项正确；过程Ⅰ首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活化能：过程