考点15 化学平衡图像与等效平衡-2023-2024学年高二化学核心考点归纳与分层测试（苏教版2019选择性必修1）

考点15 化学平衡图像与等效平衡 【核心考点梳理】 一、化学平衡图像 1．反应速率图像(v-t图) (1)“渐变”类v-t图——浓度对化学反应速率的影响 　　图像Ⅰ中，v′(正)突变，而v′(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)>v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，使v′(正)突变，平衡正向移动。 　　图像Ⅱ中，v′(正)渐变，v′(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)>v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v′(逆)突变，平衡正向移动。 (2)“断点”类v-t图——温度(或压强)对化学反应速率的影响 　　图像Ⅰ中，v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应(或气体分子数减小的反应)，改变的外界条件是升高温度(或增大压强)。 　　图像Ⅱ中，v′(正)、v′(逆)都是突然变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应是放热反应(或气体分子数增大的反应)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。 (3)“平台”类v-t图——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响 　　图像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件是使用了催化剂或反应前后气体分子数目不发生变化的反应增大了压强。 (4)速率－温度(压强)图 　　这类图有两种情况：一是不隐含时间因素的速率－时间图，二是隐含时间变化的速率－时间图。以2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0为例，v-T(p)图如图： 2.物质的量(或浓度)—时间图像[n(或c)-t图像] 此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。 解题原则：注意各物质曲线的折点(到达平衡的时刻)，各物质浓度变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况可以求得某段时间内的平均反应速率。 3.全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因： (1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 4、解题原则 （1）“先拐先平数值大” 　　在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，温度升高，生成物C的百分含量降低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。 Ⅱ.表示p2>p1，压强增大，反应物A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体分子数目不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 （2）“定一议二” 　　在化学平衡图像中，讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 　　如分析图Ⅰ中等压线，温度升高，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热；分析等温线(作垂线)，压强增大，C%增大，即平衡正向移动，说明正反应是气体分子数目减小的反应。 分析图Ⅱ中等温线，压强增大，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应为气体分子数目增大的反应；分析等压线(作垂线)，温度升高，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热。 二、等效平衡 1.等效平衡含义 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从既有反应物又有生成物的状态开始，在达到化学平衡状态时，只要任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数等)相同，这样的化学平衡互称等效平衡。等效平衡可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。 2.对等效平衡概念的理解 (1)只要是等效平衡，达到平衡状态时同一物质的百分含量(体积分数、物质的量分数等)一定相同。 (2)外界条件相同：通常是恒温恒容或恒温恒压。 (3)平衡状态只与始态有关，而与途径无关。 如无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次还是分成几次；反应容器是经过扩大—缩小，还是缩小—扩大的过程，都可运用“一边倒”的方法回到起始的状态进行比较。 3.等效平衡的类型 类型 全等效平衡 相似等效平衡 条件 恒温恒容 恒温恒容 恒温恒压 反应的特点 反应前后气体分子数目不相等的可逆反应 反应前后气体分子数目相等的可逆反应 任何可逆反应 起始投料 通过可