内容正文:
第二节 化学平衡
第四课时
勒夏特列原理及平衡图像
1. c-t或n-t图象
一、化学反应速率的有关图像
(1)根据趋势确定生成物跟反应物
(2)根据变化量确定系数,写出对应方程式。
反应物为Z,生成物为X和Y
∆Z=1.8mol,∆X=1.8mol,∆Y=1.2mol
3Z ⇋3X + 2Y
1. v-t图象
(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(逆)
v(正)
v(逆)
v(正)
v(逆)
v(正)
图像有连接点
二、化学平衡的有关图像
3Z(g) ⇋3X(g) + 2Y(g)
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
减小反应物浓度
减小生成物浓度
(2)压强对化学平衡的影响----v-t图像
v(正)
v(逆)
v(逆)
v(正)
增大压强
v(正)
v(逆)
v(逆)
v(正)
减小压强
2NO2(g) N2O4(g)
2NH3(g) N2(g) + 3H2 (g)
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
(3)温度对化学平衡的影响----v-t图像分析
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)
② 若正反应是放热反应
v(逆)
v(正)
v(逆)
v(正)
判断下列图像改变的条件
二、化学平衡的有关图像
曲线是连续的,改变的是浓度。
曲线是断点的,改变的是压强或温度
新平衡的曲线是平的,改变的是压强或使用了催化剂
1. 某密闭容器中发生如下反应:X(g)+Y(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时一定加入了催化剂
B.t3时减小了压强
C.t5时升高了温度压强
D.t4~t5时间内转化率最低
t
t1
v正
v逆
v逆
v正
v
t2
t3
v正
v逆
t4
t5
t6
C
2. 转化率(百分含量)-时间-温度图:
二、化学平衡的有关图像
对于反应A(g) + B(g) ⇋ C(g)
t
A
的转化率
T1
T2
在相同时间内, 先达到了平衡,说明T1 T2,T1时A的转化率 ,平衡 移动,正反应为 反应
二、化学平衡的有关图像
t
C
的百分含量
T1
T2
T1
大
正向
>
吸热
在相同时间内, 先达到了平衡,说明T1 T2,T2时C的百分含量 ,平衡 移动,故正反应为 反应
T2
放热
<
小
逆向
规律:先拐先平数值大
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?
2. 转化率(百分含量)-时间-压强图:
二、化学平衡的有关图像
t
A
的转化率
P1
P2
二、化学平衡的有关图像
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
在相同时间内, 先达到了平衡,说明P2 P1,P2时A的转化率 ,说明m+n p+q,平衡 移动。
P2
>
低
逆向
<
t
C的百分含量
P1
P2
在相同时间内, 先达到了平衡,说明P2 P1,P1时C的百分含量 ,说明m+n p+q,平衡 移动。
P1
<
高
>
正向
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?
2. 转化率(百分含量)-时间-压强图:
二、化学平衡的有关图像
C%
生成物
t
a
b
在相同时间内, 先达到了平衡,达到平衡时,C的百分含量 ,说明平衡 移动,但反应速率a b,故a是加入了 ,
也可能是改变了 ,此时m+n p+q
a
不变
不
规律:先拐先平数值大
>
催化剂
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
压强
=
小结:转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图:
规律:先拐先平数值大
T1 T2
P1 P2
a是使用了 ;或 。
<
<
催化剂
增大压强
对于反应 mA (g) + nB (g) ⇋ pC (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
<
>
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
3. 百分含量(或转化率)—压强或温度图像
例: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
T升高,A的转化率 ,说明正反应是 反应。在相同温度下,P增大,A的转化率 , m+n p+q,平衡 向 方向移动。
•正反应吸热m+n=p+q
减小
放热
减小
<
逆反应
T升高,C的百分含量 ,说明正反应是 反应。在相同温度下,P增大,C的百分含量 , m+n p+q,平衡 向 方向移动。
增大
吸热
增大
>
正反应
等温线或恒压线为辅助线
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?
对于可逆反应 mA(g)+nB(g) ⇌qC(g) ΔH=Q kJ·mol-1
(1)根据图①回答问题:①m+n q(填“>”“<”或“=”,下同);
②若Q>0,则T1_____T2;
(2)根据图②回答问题:若p1 > p2,则m+n q。
<
>
>
4. 几种特殊图像
例:对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g)
T
C%
450℃
P
A%
P1
M
M之前,P增大,A的百分含量 ,说明平衡向 方向移动。达到平衡后,即M点之后,P增大,A的百分含量 ,平衡 向 方向移动,m+n p+q。
M
减小
正反应
增大
逆反应
平衡点
平衡点
M之前,T增大,C的百分含量 ,说明平衡向 方向移动,达到平衡后,即M点之后,T增大,C的百分含量 ,说明正反应为 反应。
<
增大
正反应
减小
放热
4. 几种特殊图像
例:对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g)
T
v
v逆
v正
T1
T2
温度由T1升到T2,v正 v逆,平衡向 方向移动,正反应为 反应。
>
正反应
吸热
T
v
v正
v逆
平衡点
M之前,v正 v逆,达到平衡后,升高温度,v正 v逆,说明正反应为 反应。
M
>
<
放热
T
A%
L
E ▪
▪ F
L线上所有的点都是平衡点。T相同时,E点A的百分含量 平衡时A的百分含量,要使E点的A的百分含量转变成平衡时A点的百分含量,需要向 方向移动,此时E点:v正 v逆。反之,F点:v正 v逆。
4. 几种特殊图像
例:对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g)
>
正反应
>
<
1. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) 的速率和平衡的影响图像如下,下列判断正确的是( )
A.由图1可知,T1<T2,该反应的正反应为吸热反应
B.由图2可知,m+n<p
C.图3中,点3的反应速率:v正>v逆
D.图4中,若m+n=p,则曲线a一定使用了催化剂
C
2. 对于可逆反应:A2(g)+3B2(g)⇋ 2AB3(g) ΔH<0。下列描述平衡移动的图像正确的是( )
D
3. 在容积不变的密闭容器中存在: 3H2(g)+3CO(g) ⇋ CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH<0,其他条件不变时,改变某一条件对上述反应速率的影响,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响B.图Ⅰ研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响C.图Ⅱ研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响D.图Ⅱ研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
D
$$