第2章 微专题7 平衡的经典图像-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 鲁科版（2019）双选

微专题7　平衡的经典图像 优化探究 第2章　化学反应的方向、限度与速率 1.图像分析的方法 (1)图像分析的一般步骤 (2)问题思考的基本原则 ①“定一议二”原则 在化学平衡图像中,了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义。在确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系,或在确定纵坐标所表示的量后,讨论横坐标与曲线的关系。 例如,反应2A(g)+B(g)⥫⥬2C(g)达到平衡,A的平衡转化率与压强和温度的关系如图。 定压看温度变化,升温曲线走势降低,说明A的平衡转化率降低,平衡向左移动,正反应是放热反应。 定温看压强变化,因为此反应是反应前后气体体积减小的反应,压强增大,平衡向右移动,A的平衡转化率增大,故p2 p1。 > ②“先拐先平,数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲,α表示反应物的转化率)或表示的压强较大[如图乙,φ(A)表示反应物的体积分数]。 甲:T2 T1,正反应 热。乙:p1 p2,正反应为气体总体积减小的反应。 > 放 < 2.图像分析示例 [例1]　速率⁃时间(v⁃t)图像综合分析 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。 (1)t1时,　　　　　　　　　　,平衡　　　　移动。  (2)t2时,　　　　　　　　　　,平衡　　　　移动。  (3)t3时,　　　　　　　　　　,平衡　　　　移动。  (4)t4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 [例2]　某组分含量(或转化率)⁃时间⁃温度(或压强)双变量图像分析 由图像先判断T1、T2或p1、p2的大小,再判断反应的ΔH或反应前后气体体积的关系(是吸热反应还是放热反应,是气态物质体积增大的反应还是减小的反应)。 根据图像回答下列问题: (1)图Ⅰ表示T2　　　　T1,正反应是　　　　反应,温度升高,平衡逆向移动。  (2)图Ⅱ表示p2　　　　p1,压强增大,A的转化率减小,平衡逆向移动,说明正反应是气体总体积　　　　的反应。  (3)图Ⅲ中反应产物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可能使用了　　　　;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a　　　　了压强(压缩体积)。  > 放热 > 增大 > 催化剂 增大 [例3]　速率⁃压强(或温度)(v⁃p或v⁃T)图像分析 可逆反应mA(g)⥫⥬nB(g)+pC(s)　ΔH=Q kJ·mol-1,温度和压强的变化对 正、逆反应速率的影响分别符合如图中的两个图像: 则:Q　　　　0,m　　　　n。  < > [例4]　恒温(恒压)双变量图像分析 反应aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(g)在不同温度下(T1<T2),混合气体中C的含量(C%)与压强(p)的关系图像如图所示。 回答下列问题: (1)T1为一条等温线,随着压强的增大,C%　　　　,平衡　　　　移动, a+b　　　　c。  (2)在压强一定时(如p3),温度升高,C%　　　　,平衡　　　　移动,正反应是　　　　反应。  特别提醒　分析双变量图像时,需要进行变量控制,选择等温线(如上述图像中的每一条线均为等温线),分析压强对化学平衡的影响;分析温度对化学平衡的影响时,需要选择等压线(如在上述图像中作横轴的垂线,即为等压线)。 减小 逆向 < 增大 正向 吸热 [例5]　几种特殊的图像分析 (1)抛物线型 对于化学反应mA(g)+nB(g)⥫⥬qC(g)+pD(g),M点前,表示从反应物开始,则v正　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)v逆;M点为刚达平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A%增加,C%减小,平衡左移,ΔH　　　　0。  > < (2)平衡曲线型 对于化学反应mA(g)+nB(g)⥫⥬qC(g)+pD(g),L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点),A%大于此压强时的平衡体系中的反应物百分含量,所以E点:v正　　　　v逆;右下方(F点),A%小于此压强时的平衡体系中的反应物百分含量,则F点v正　　　　v逆。  > < 1.已知在一定条件下,反应X(g)+3Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),某实验小组测得X的转化率(α)在不同温度与压强(p)下的实验数据,三者之间关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.图中A、B两点对应的平衡常数相等 B.上述反应在达到平衡后,缩小体积,Y的转化率提高 C.升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动 D.将2.0 mol X、6.0 mol Y置于密闭容器中发生反应,放出的热量为2a kJ B 2.(2024·河南许昌高二检测)在密闭容器中充有1 mol CO与2 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.反应达到a点平衡状态所需时间小于c点 B.a点对应反应状态的平衡常数为4 mol-2·L2 C.a、b两点对应平衡状态的容器体积相同 D.a、c两点平衡体系中,甲醇的体积分数相同 D CO和H2反应合成CH3OH,反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g),正反应气体系数和减小,增大压强平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,根据图示可知,p2>p1,据此分析。a、c两点,c点温度高、压强大,则c点反应速率快,反应达到a点平衡状态所需时间大于c点,故A错误;a点对应反应状态可列三段式: 　　　　　　 CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) 初始/mol 1 2 0 转化/mol 0.5 1 0.5 平衡/mol 0.5 1 0.5 达到平衡时CO的物质的量为0.5 mol、H2的物质的量为1 mol、CH3OH的物质的量为0.5 mol,容器的体积未知,所以不能计算平衡常数,故B错误; b点对应反应状态可列三段式: 　　　　　　 CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) 初始/mol 1 2 0 转化/mol 0.7 1.4 0.7 平衡/mol 0.3 0.6 0.7 温度相同,则a、b两点平衡常数相等,=,Va≠Vb,容器体积不相同,故C错误;a、c两点平衡体系中,CO的转化率都是50%,平衡时,CO的物质的量为0.5 mol、H2的物质的量为1 mol、CH3OH的物质的量为 0.5 mol,则甲醇的体积分数都是25%,故D正确。 3.如图所示的各图中,表示2A(g)+B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH<0这个可逆反应的正确图像的是[φ(C)表示C的质量分数,p表示气体压强,c表示浓度](　　) A 该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,C的质量分数减小,故A正确;增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,v正>v逆,且增大压强,正、逆反应速率都增大,故B错误;催化剂同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不发生移动,所以达到平衡时C的浓度相同,故C错误;该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,故D错误。 4. (双选)T0 ℃时,在2 L的密闭容器中发生反应X(g)+Y(g)⥫⥬Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1 ℃、T2 ℃时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所 示。下列叙述正确的是(　　) A.该反应的正反应是放热反应 B.T0 ℃,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083 mol·L-1·min-1 C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为62.5% D.T1 ℃,若该反应的平衡常数K=50,则T1>T0 答案:AC 本题利用物质的量—时间图像、物质的量—时间—温度图像考查反应的特 点。根据“先拐先平,数值大”的原则可推知,T1>T2,温度越高,X的物质的量越大,则平衡向左移动,正反应是放热反应,A正确; v(X)=≈0.042 mol·L-1·min-1,B错误;Y的转化率为×100%=62.5%,C正确;由图a可知,X、Y、Z的物质的量变化量之比为1∶1∶2,则反应为X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g),则T0时平衡常数为K=≈33.3<50,由A项分析可知,该反应为放热反应,平衡常数越小,温度越高,则T0>T1,D错误。 5.现有可逆反应2A(g)+B(g) 2C(g),根据表中的数据判断,下列图像错误的是(　　) 温度 A的转化率 p1/MPa p2/MPa 400 ℃ 99.6% 99.7% 500 ℃ 96.9% 97.8% D 根据表格数据可知,在相同压强下,升高温度,A的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,所以正反应为放热反应。该反应的正反应是一个气体体积减小的反应,在相同的温度下,p1→p2,A的转化率增大,说明化学平衡正向移动,即p1<p2。升高温度,A的转化率降低,A正确;增大压强,平衡正向移动,C的百分含量增加,B正确;升高温度,v正、v逆都增大,但吸热反应方向增大的程度多,即v逆>v正,所以平衡逆向移动,经过一段时间反应达到平衡, C正确;增大压强,v正、v逆都增大,平衡正向移动,所以v正>v逆,最终达到新的平衡状态,D错误。 $$