2.2.6 化学反应速率图像 课件-2024-2025学年高中化学人教版（2019）选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第4课时 化学平衡图像 课标要求 核心素养 1.了解认识化学反应速率、化学平衡典型图像的特点，能用一定的方法审视解决化学平衡图像问题。 2.分析解决平衡图像问题能力的培养。 能用勒夏特列原理解释常见现象,培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。 素养目标 重点难点 【导】 化学平衡图像的解题思路 一、 v-t图像 （1）浓度对化学平衡的影响----v-t图像分析 增大反应物浓度 v(正) v(逆) 增大生成物浓度 v'正＝v'逆 v正＝v逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 减小反应物浓度 减小生成物浓度 v(逆) v(正) v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v'正＝v'逆 【展】 浓度——速率图像小结： ②恒容情况下， 增大浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态； 减小浓度，新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态。 ①浓度对化学平衡的影响，其速率--时间图像连续。 【评】 5 对于反应2NO2(g) N2O4(g)，在一定温度下，向2L恒压容器中充入NO2 2mol，达到平衡时NO2转化率为50% 。若平衡后再充入 2mol NO2，其v-t图像可能是什么样呢 （2）压强对化学平衡的影响----v-t图像 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v'正＝v'逆 增大压强 v'正＝v'逆 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 减小压强 2NO2(g) N2O4(g) 2NH3(g) N2(g) + 3H2 (g) H2(g)+I2(g) 2HI(g) 【展】 小结：改变压强，速率图像有断点。系数相同的反应，改变压强，平衡不移动 7 小结：改变压强，速率图像有断点。 气体系数相同的反应，改变压强，平衡不移动 压强对气体系数大的一端影响大（加压，平衡向气体减少的方向移动）。 （3）温度对化学平衡的影响----v-t图像分析 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 升高温度 ① 若正反应是吸热反应 降低温度 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 ② 若正反应是放热反应 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 【展】 v正＝v逆 v正＝v逆 小结：改变温度，速率图像有断点。平衡一定移动，注意移动方向 解题方法： ①改变条件使平衡移动的瞬间曲线是连续的，则是物质浓度发生改变 ②改变条件使平衡移动的瞬间曲线出现断点，则是温度改变或是压强改变 ③改变条件反应速率变化但是平衡不移动，则是使用催化剂或是反应前后气体系数不变的反应中压强改变 【评】 小结： v-t图像 例1、某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g) △ H<0 下图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（ ） A．t2时加入了催化剂 B．t3时降低了温度 C．t5时增大了压强 D．t4～t5时间内转化率最低 t t1 v正 v逆 v正 v逆 v t2 t3 v正 v逆 t4 t5 t6 A 【检】 1.平衡图像题解题的基本思路 二、平衡相关图像 审方程 识图像 比大小 找规律 定移动 得结论 （1）审方程 审状态 审△H 审系数 与C、P有关 与T 有关 与P有关 （2）识图像 a.一看面：横坐标（自变量）：如T,P,C,t等 纵坐标（因变量）：如n,速率、T,P,C,转化率等 纵坐标总代表着量变及平衡移动方向。如图 P1 t B的转化率 (2)识图像 b.二看线：①升了还是降了？ ②变化快了还是慢了？ ③斜率有什么含义？ P1 t B的转化率 c.三看点：①起点 ②拐点 ③终点 各有何含义？ (3) 比大小 规律：先拐先平数值大 P1 P2 t B的转化率 P1 ___P2 例如：mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g) ΔH ＜ (4)找规律，定移动，得结论 规律：先拐先平数值大 P1 P2 t B的转化率 P1 ___P2 m+n___p+q 例如：mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g) ΔH ＜ ＜  1.解题方法 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律 找规律 根据图像中表现的关系与所学规律，作出符合题目要求的判断 作判断 一看面(即纵坐标与横坐标的意义) 二看线(即线的走向和变化趋势) 三看点(即起点、折点、交点、终点) 四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等) 五看量的变化(如浓度变化、温度变化等) 看图像 二、平衡相关图像 二、平衡相关图像 2.常见平衡图像 （1）双变量图像 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) t A 的转化率 T1 T2 •正反应吸热 T1>T2 因为T2→T1升温，α(A) ， 说明平衡→,△H >0 t B 的转化率 P1 P2 •m+n<p+q P2>P1 因为P1→P2增压，α(B) ，说明平衡←,逆反应气体体积减小，故m+n<p+q 【展】 双变量图像解法： 先拐先平数值大 定一移二（控变量） 问题1：对于上述反应，其转化率--时间图像如左图，令学生思考T1和T2谁大？正反应是吸热还是放热？ 问题二：令学生根据右图思考P1和P2谁大？并思考m+n和p+q的关系？ t T1 T2 A% C% t P1 P2 T2→T1升温，A% ， 平衡←,△H<0 T1>T2 •正反应放热 P1>P2 P2→P1增压，C%不变 ， 平衡不移动,等体反应 •m+n=p+q 练习：对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) P C% 200℃ 500℃ T A的转化率 1.01×105Pa 1.01×106Pa 1.01×107Pa m+n<p+q 看线(如：线的走势) m+n>p+q 正反应吸热 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 正反应放热 正反应吸热 m+n=p+q 思考：令学生观察左图判断正反应是气体体积减小的反应还是增大的反应和判断正反应是吸热还是放热？若图像如右图所示，也让学生观察做判断？ 例2、对于反应mA (g) + nB (g) pC (g)+qD(g)有如图所示的关系，则： ⑴、P1 ____ P2 ；T1 ____ T2 ； ⑵、m+n ______ p+q ； ⑶、正反应为_________ 反应 ＜ ＞ 吸热 t B% T2P2 T1P2 T1P1 P2>P1 T1>T2 ＜ 【检】 因为T1时，P1→P2增大压强，B%增大，平衡左移，逆反应是缩体反应，故m+n<p+q 小结： 解题策略： 涉及两个外界因素（P/T）对化学平衡的影响，因此需要“定一议二”即控制变量法。 ①分析任意一条坐标系中任意一条曲线横坐标变量对纵坐标的影响。 ②做一个“等温线”或者“恒压线”辅助线，再用勒夏特列原理进行分析。——控制变量 典例3：已知mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) ΔH 。测得相同时间物质A的转化率随温度的变化如图所示：分析原因 转化率 结论： 1.M点前，表示从反应物开始，v正>v逆； 2.M点为刚达到平衡点(如下图)； 3.M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 （2）特殊图像——拐点问题 典例2：已知mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) ΔH＜0 ，该反应在高温条件下可发生副反应。若M点未达到平衡态，试着分析曲线后半段变化原因 规范作答：M之前，反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，C的百分含量增大； M之后C的百分含量减小是因为温度升高，有副反应发生。 （2）特殊图像——拐点问题 典例3：在某催化剂的作用下发生化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) ΔH>0 。若M点未达到平衡态，试着分析曲线后半段变化原因 规范作答：M之后，C的百分含量减小是因为催化剂活性随温度升高降低，反应速率减慢 转化率 （2）特殊图像——拐点问题 拐点问题——思考维度：速率问题or平衡问题or副反应问题 ①催化剂活性随温度升高降低，反应速率减慢 ② 平衡移动 ③副反应的发生 小结：特殊拐点类图像原因分析： 典例1：mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g) ΔH＜0 转化率 ①② ①② ③ 练习：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(如下图)。请分析E、F点的v正与v逆的大小关系 v正>v逆 v正＜v逆 解题思想：终归要平衡 （3）平衡线问题 T v v逆 v正 T1 T2 •正反应吸热 T v v正 v逆 •正反应吸热 温度由T1升到T2，v正>v逆，平衡右移，正反应吸热 温度升高，v正>v逆，平衡右移，正反应吸热 平衡点 （4）其他图像 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) < b>a>c c>b>a 结论：增加反应的量，产物的体积分数可能增大、亦可能减小 例4、在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X 和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　) A．Q点时，Y的转化率最大 B．W点的正反应速率等于M点的正反应速率 C．升高温度，平衡常数增大 D．温度一定，平衡时充入Z， 达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大 【检】 【答案】A　 D 课堂小结 影响化学平衡的因素 浓度 压强 温度 勒夏特列原理 平衡图像 理论理解 图像分析 33 34 35 $$