内容正文:
化学反应速率与平衡图像(1)
1.从变化的角度认识与时间相关的各类图像,分析时间变化时v、c、n、α、φ等
物理量变化的原因。
2.通过对常见图像的分析,构建分析时间图像的思维模型。
学习目标
1.坐标型图像分析思路
(1)找“重点”——起点、拐点、终点、交点、突变点等
借助“重点”中的有效信息,能够快速找到图像解题思路,突破图像分析难点。
(2)看变化——线的走向与斜率大小
①线的走向:随着横坐标自变量的增大,纵坐标因变量是变大、变小或不变。例如,当纵坐标表示的物理量是速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数时,图像中出现一条水平直线,则该反应达到化学平衡状态。
②斜率大小:斜率是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。图像中通常对比两条不同曲线的斜率,或者比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应改变的外界条件。
(3)想规律——化学反应规律和化学平衡
结合影响化学反应速率的因素及勒夏特列原理,控制变量分析图像。
2.常见单因素时间图像分析
(1)反应过程中物质的量或浓度—时间图像
图像示例 方法指导
在2 L密闭容器中,某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。
看坐标,定意义;
零起点,定投料;
线变化,定方向;
量变化,定计量。
注:n、c、v等变化量之比等于化学计量数之比
①横坐标表示反应过程中 的变化,纵坐标表示反应过程中物质的 的变化;
②该反应的化学方程式是3A(g)+B(g) 2C(g);
③在反应到达2 min时,正反应速率与逆反应速率之间的关系: ;
④若用A物质的量浓度的变化表示反应达到平衡(2 min)时的正反应速率是_____________________
时间
物质的量
相等
0.15 mol·L-1·min-1
(2)条件改变时速率—时间图像
图像示例 方法指导
对于反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,填写改变的条件及平衡移动的方向
看坐标,定意义;
零起点,定投料;
线变化,定条件;
v高低,定移动。
注:改变浓度条件,图像一点保持连续;改变温度或压强,两点突变
①t1时, ,平衡 移动;
②t2时, ,平衡 移动;
③t3时, ,平衡 移动;
④t4时, ,平衡 移动
增大反应物的浓度
正向
降低温度
正向
增大压强
正向
使用催化剂
不
(3)条件改变时物质的量或浓度—时间图像
条件改变 图像示例 方法指导
减压(容器体积扩大到原来的2倍) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
当容器体积扩大到原来的n倍,反应体系中气态各物质的浓度均变为原来浓度的 倍,所有线都出现“断点”
升高温度 2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
当反应体系中温度发生改变时,v-t中速率曲线出现“断点”,而恒容条件下c-t中所有线全部是连续的
降低温度 2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
1.一定温度下在密闭容器内进行某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式为5Y(g) X(g)
B.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.t2时,正、逆反应速率相等
D.t3时,逆反应速率大于正反应速率
√
2.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)并达到平衡状态。若保持温度不变,在t0时刻改变外界条件,反应速率发生如图所示的变化。则下列关于反应容器及反应条件变化的说法正确的是
A.容器为恒压容器时,充入适量He
B.容器为恒压容器时,充入适量HI
C.容器为恒容容器时,充入适量He
D.容器为恒容容器时,充入适量HI
√
3.在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,达
到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是_______(填字母,
下同)。
A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3
D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6
ACDF
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强