(讲义)第2章 第2节 能力课时3 化学反应速率与化学平衡图像-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

能力课时3　化学反应速率与化学平衡图像 学会分析化学反应速率与化学平衡图像，由定性和定量结合的方式揭示化学平衡及移动的本质特征。 1．化学平衡图像的类型与解题方法 (1)速率—时间图像(v­t图像)： Ⅰ　　　　　　　Ⅱ　　　　　　Ⅲ 解题方法：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 Ⅰ．v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动。 Ⅱ．v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，降低温度或减小压强，使v′正、v′逆突然减小，且v′正＞v′逆。 Ⅲ．v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。 (2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像： Ⅰ　　　　　　Ⅱ　　　　　　Ⅲ 解题方法——“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，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。 Ⅱ．表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。 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总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 (3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像： 解题方法——“定一议二”。 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如上图中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。 (4)几种特殊图像 ①对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。 ②对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正<v逆。 2．化学平衡图像题的解题流程 对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　) A．增加氧气的浓度　B．增大压强 C．升高温度 D．加入催化剂 C　[分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。] v­t图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。因t1时刻改变条件后，v′逆>v′正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大NH3的浓度。 1．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(　　) A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0 B．CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0 C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g)　ΔH>0 D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0 A　[四个选项中，水蒸气均为生成物，由温度—时间图像可知，T2先达到平衡，因此T2>T1，温度升高，水蒸气含量减少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意；由压强—时间图像可知，p1先达到平衡，即p1>p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加，因此正反应是气体体积减小的反应