内容正文:
第二章
第二节
化学平衡的图像
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图像
t1时刻所改变的条件 温度
正反应为( )反应 正反应为( )反应
压强
正反应为( )的反应 正反应为( )的反应
v-t图之“断点”图
v-t图之“交点”图
t1体系变化
图像 ______________________________ ___________________________ _____________________________ ___________________________
图像 结论
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)
v-t图之“平台”图
全程v-t图像
例1: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、图像类型
图1
1.速率-压强(或温度)图像
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变
化趋势及变化幅度。图1中交点是平衡状态,压强或温度增大,正反应速率
增大得快,平衡正向移动。
T
v
v正
v逆
Q>0
T
v
v逆
v正
Q<0
T
v
v逆
v正
T1
T2
Q>0
T
v
v正
v逆
T1
T2
Q<0
以 ;△H=QkJ/mol为例
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v-P图像
以 ;△H=QkJ/mol为例
P
v
v正
v逆
P
v
v逆
v正
P
v
v逆
v正
P1
P2
P
v
v正
v逆
P1
P2
m+n>p+q
m+n<p+q
m+n>p+q
m+n<p+q
m+n=p+q?
P
v
v正
v逆
2.百分含量(或转化率)<m></m>时间图像#2
图2
图3
图4
读图的方法技巧——“先拐先平,数值大”。
以 ;△H=QkJ/mol为例
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>
放热
>
(2) p1____p2,m+n___p+q
(1)T1___T2,正反应为______反应。
t
T1
T2
A%
t
P1
P2
C%
=
例2:以 ;△H=QkJ/mol为例
t
T2P2
T1P2
T1P1
B%
正反应是放热还是吸热?
m+n<p+q
正反应吸热
例3:对于反应 mA(g)+ nB(g) ⇌ pC(g)+ qD(g)
判断m+n与p+q的关系?
读图的方法技巧——“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2中)、压强较大(如图3中)或使用了催化剂(如图4中 使用了
催化剂)。
图2:表示 ,正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动。
图3:表示 ,压强增大,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。
图4: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,故 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, 增大了压强(压缩体积)。#2.3.3
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3.百分含量(或转化率)<m></m>压强/温度图像#3
图5
图6
读图的方法技巧——“定一议二”。
以 ;△H=QkJ/mol为例
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T
C%
1.01*106Pa
1.01*105Pa
1.01*104Pa
P
A%
300℃
200℃
例4:对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
正反应吸热m+n>p+q
正反应吸热m+n=p+q
读图的方法技巧——“定一议二”。
(1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向,
从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图6中任
取两条压强曲线研究,压强增大, 增大,平衡正向移动,正反应为气体体积减小的反应,图5
中任取一曲线,也能得出结论。
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向,
从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法,在图5中作垂直线,图6中任取一曲线,即能
分析出正反应为放热反应。
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4.非平衡点与平衡点的<m></m>、<m></m>分析
图7
图8
以 ;△H=QkJ/mol为例
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对于化学反应, 线上所有的点都是平衡点。
图7中左上方(点),A的百分含量大于此压强时平衡体系中的A的百分含量, 点时的
反应必须向正反应方向移动才能达到平衡状态,所以点时反应速率大小关系为 ;
则右下方(如点)反应速率大小关系为 。
图8中左下方(如点),小于此温度时平衡体系中的, 点时的反应必须向正
反应方向移动才能达到平衡状态,所以点时反应速率,则右上方(如 点)反应
速率: 。
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例5: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( )。(双选)
A.m+n<p
B.n>p
C.x点的状态是v正>v逆
D.x点比y点的反应速度慢
α(B)
压强
0
X
Y
BD
5.反应过程中某组分含量与温度的关系图像
图9
对于化学反应 ,在相同
时间段内(组分含量与温度关系如图9所示), 点前,
表示化学反应从反应物开始,则,未达平衡; 点
为刚达到的平衡点。 点后为平衡受温度的影响情况,
即升温时,A的百分含量增大(C的百分含量减小),平
衡逆向移动, 。
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6.化工生产中的转化率或产率与投料比温度、催化剂的关系图像
图10
化工生产中的特定图像充分体现化学知识的“学以致用”
的目标,图像中涉及的信息非常多,如温度、压强、转
化率、百分含量、投料比、产率等,分析时一定注意分
析图像涉及的物理量含义。如:某研究小组在实验室以
为催化剂,测得转化为 的转化率随
温度变化情况如图10所示。
若不使用,温度超过,发现 的分解率降低,其
可能的原因是 分解反应是放热反应,升高温度不利
于分解反应进行;在 的条件下,应控制的最佳
温度在 左右。
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