内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
化学平衡
第二节
第5课时 化学平衡图像
模块一 c-t 图像
浓度 - 时间图:
t
c
C
A
B
可用于:
1)写出化学反应方程式:
2)求反应物的转化率:
A+2B 3C
A的转化率=33.3%
B的转化率=66.7%
1
3
2
0
1.何为反应物、生成物
2.反应物、生成物计量数关系
3.是否为可逆反应
浓度——时间图像的关键:
模块二 速率图像
图像
t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低
正反应为放热反应 正反应为吸热反应
压强 增大 减小 增大 减小
正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应
1.“断点”的v-t图像
一、速率-时间(v-t)图像
2.“连续”的v-t图像
图像 分析 结论
t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变,
增大反应物的浓度
t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变,
减小反应物的浓度
一、速率-时间(v-t)图像
t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变,
增大生成物的浓度
t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变,
减小生成物的浓度
2.“连续”的v-t图像
一、速率-时间(v-t)图像
3.“平台”的v-t图像
图像 分析 结论
t1时v′正、v′逆均突然增大
且v′正=v′逆,平衡不移动
t1时其他条件不变使用催化剂
t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m+n=p+q(反应前后气体体积无变化)
t1时v′正、v′逆均突然减小
且v′正=v′逆,平衡不移动 t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n=p+q(反应前后气体体积无变化)
一、速率-时间(v-t)图像
4.全程v-t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),_____________________________________
(2)BC段(v减小),_____________________________________
反应放热,溶液温度逐渐升高,v增大
溶液中c(H+)逐渐减小,v减小
不是平衡点
一、速率-时间(v-t)图像
1.v-T图像
以mA+nB ⇌pC+qD;△H=QkJ/mol为例
T
v
v逆
v正
T1
T2
△H > 0
T
v
v正
v逆
T1
T2
△H < 0
二、速率-压强(或温度)(v-T/P)图像
1.v-T图像
以mA+nB ⇌ pC+qD;△H=QkJ/mol为例
T
v
v正
v逆
△H > 0
T
v
v逆
v正
△H< 0
平衡点
二、速率-压强(或温度)(v-T/P)图像
2.v-P图像
以mA+nB ⇌ pC+qD;△H=QkJ/mol为例
P
v
v逆
v正
P1
P2
P
v
v正
v逆
P1
P2
m+n>p+q
m+n<p+q
二、速率-压强(或温度)(v-T/P)图像
以mA+nB ⇌ pC+qD;△H=QkJ/mol为例
P
v
v正
v逆
m+n>p+q
P
v
v逆
v正
m+n<p+q
P
v
v正
v逆
m+n=p+q
二、速率-压强(或温度)(v-T/P)图像
模块三 平衡图像
一、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图像
由图推断正反应为 反应
t
A的转化率
T1
T2
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
t
B的百分含量
P1
P2
由图推断m+n p+q的相对大小
观察下列各图,可以得出什么结论?
判断方法:“先拐先平,速率大”
T1 T2
P1 P2
吸热
>
<
>
温度越高
A的转化率越高
由图可知
吸热反应方向
正反应方向
高
低
小
大
判断方法:“先拐先平,条件高”
先从拐点向横轴作垂线:先拐先平,温度、压强均高。
再从拐点向纵轴作垂线:
①分析温度、压强升高时,转化率或含量的变化,
② 判断平衡移动的方向,从而确定反应的热效应或物质计量数。
一、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图像
t
T1
T2
C%
t
P1
P2
由图推断正反应为 反应
T1 T2
由图推断m+n p+q的相对大小
P1 P2
>
吸热
>
=
高
低
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
观察下列各图,可以得出什么结论?
判断方法:“先拐先平,条件高”
A的转化率
一、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图像
t
B
的百分含量
T2P2
T1P2
T1P1
结论1:m+n p+q
结论2:正反应为 。
得出什么结论?
温度均为T1,
P2 > P1
压强均为P2,
T1 > T2
<
吸热
③
①
②
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
二、恒温线或恒压线图像
∴m+n p +q
>
D
C
C%
T
107 Pa
105 Pa
A
B
等温线
得出什么结论?
“定一议二”原则
① P固定(例105 Pa),
随T升高,C%减小,说明升高温度,平衡逆向移动,
∴逆向是吸热反应方向
该反应△H<0
② T固定,作等温线
如图,由C到D,压强增大,C%增大,平衡正向移动,
∴正向是气体体积减小的方向
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
二、恒温线或恒压线图像
A的转化率
P
400℃
500℃
1、 m+n p+q ( > = <)
2、正反应是 反应(放热、吸热)
放热
<
C
D
A
B
等压线
得出什么结论?
“定一议二”原则
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
二、恒温线或恒压线图像
T
C%
1.01×106Pa
1.01×105Pa
1.01×104Pa
练习1:对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
P
A%
300℃
200℃
得出什么结论?
由图推断正反应为 反应
m+n p+q的相对大小
吸热
>
由图推断正反应为 反应
m+n p+q的相对大小
吸热
=
三、反应过程中组分含量或浓度与温度图像
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
T
C%
450℃
放热
平衡点
图像解读:
最高点为反应的最大限度,即平衡点,
∴逆向是吸热反应
正反应是 反应
之后,随温度升高,C%减小,说明平衡逆向移动
P
A%
P1
<
m + n p +q
判断:
平衡点
四、化学平衡曲线外的非平衡点分析
(多选)可逆反应: mA(s)+nB(g)⇌ pC(g);△H<0,在一定温度下B的转化率与压强的关系如图所示,则下列判断正确的是( )。
A.m+n<p
B.n>p
C.x点的状态是v正>v逆
D.y点的状态是v正>v逆
E.x点比y点的反应速度慢
α(B)
压强
0
X
Y
BDE
1、弄清横坐标和纵坐标的意义。
2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义。
3、弄清图像所示的增、减性。
4、弄清图像斜率的大小。
5、看是否需要辅助线。
解题原则:
(1)先拐先平,条件高 (2)“定一议二”原则
小结:图像题解答要点:
练习1、下图是在其它条件一定时,反应:
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
NO的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E 5点。
(1)其中表示已达平衡状态
V正=V逆 的点是 。
(2)其中表示未达平衡状态,
V正>V逆 的点是 。
(3)其中表示未达平衡状态,
V正<V逆 的点是 。
0
A
B
C
E
D
T
NO转化率
BD
A E
C
<
(4)此反应△H 0 (填 > 或 < )
(5)VA、VB、VC、VD、VE的大小关系为: 。
VD> VE > VA > VC > VB
解答时遵守两个原则:①定一议二;②先拐先平。
练习.对于 m A (g) + n B (g) p C (g) △H=QkJ/mol
有如图所示的变化,则:
①p1与 p2 的关系是 ;
②m + n 与p的关系是 ;
③T1 与 T2的关系是 ;
④Q与 0 的关系是 。
P2 > P 1
T2 < T 1
m + n > p
Q < 0
C%
t
0
T2 P2
T1 P2
T1 P1
③
①
②
①
②
③
②
一密闭体系中发生反应:N2+3H2 2NH3 (△H<0)。下图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图。回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是 。
(2)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
(3)下列时间段中,氨的百分含量最高是
A. 0~t1 B. t2~t3
C. t3~t4 D. t5~t6
0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t
V(正)
V(逆)
V(正)
V(逆)
v
0~t1、t2~t3、t3~t4 、t5~t6
t1:升高温度,
A
练习.
t3:使用催化剂,
t4:减小体系压强
$