第二章 化学反应速率、平衡图像 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

选择性必修1 化学反应原理 第二章 化学反应速率与化学平衡 2 化学反应速率、平衡图像 怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？ （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 图像有连接点 1．速率-时间图 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) （2）压强对化学平衡的影响----v-t图像分析 1．速率-时间图 （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 降低温度 v(正) v(逆) v'正＝v'逆 v正＝v逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 v(逆) v(正) v'正＝v'逆 1．速率-时间图 正反应是吸热反应 正反应是放热反应 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。 ④c↑、p↑、T↑、加催化剂，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态； 1．速率-时间图 【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 【例2】如图为反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)达到平衡后，在t1、t3、t4时刻改变某一条件反应速率随时间的变化曲线图。 ①请分析t1、t3、t4时刻改变的条件是______；该反应的ΔH 0； ②在t1～t6时间段内，CH3OH物质的量分数最少的一段时间是_____； 分析改变条件瞬间，v正、v逆是增大或减小的程度（有无断点），判断可能改变的条件。（eq:v增大，改变的条件可能是升温，加压，增大浓度，加催化剂） 根据v正、v逆大小比较，判断平衡向哪边移动。确定最终改变的条件。 【例3】已知: N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) △H>0。 向恒温恒容的密闭容器中充入一定量的N2O4(g)发生反应, t1min时达到平衡状态I，在t2min时改变某一条件, t3min时达到平衡状态II，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A.平衡状态下混合气体中NO2和N2O4的 体积比始终为2:1 B. t2min时改变的条件：向容器中通入 NO2气体 C.恒温时，缩小容积，平衡正向移动， 最终气体颜色变深 D.平衡常数K：K(II)<K(I) B 【例4】某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)+xB(g) ⇌2C(g), 达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示 ①30min时改变条件是 ，40min时改变条件是 。 ②该反应方程式中的x= ，正反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。 2022.10.08作业：1．速率-时间图；2．浓度-时间图对于可逆反应mA(g)+nB(g) ⇌pC(g)+qD(g) △H＜0，且m+n＞p+q 若反应达到平衡后，在t1、t2、t3、t4、t5时刻分别依次改变下列条件，请画出相应的v-t图和c(A)-t图。 ①升温；②体积不变加入A；③增大压强；④体积不变移走部分D； ⑤加催化剂； v t t1 c(A) t t1 分析改变条件瞬间，v正、v逆、c如何变化，平衡向哪边移动。 一般平衡移动只减弱变化，不能抵消。 3．量-时间-温度(或压强)图：①判断温度(或压强)的大小，通过看斜率；变化率大——也就是比较‘陡’的线，对应的反应速率 ，对应条件 。②判断ΔH的正负以及气体系数关系。 [以反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] 先拐先平数值大 T1 T2 ΔH 0 p1 p2 a+b c 注意分析，条件改变引起了平衡如何移动（量的变化）。 3．量-时间-温度(或压强)图： 【例1】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 定一议二 t B% T2P2 T1P2 T1P1 P2>P1 T1>T2 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 因为P2时，T2→T1升高温度，B%减小，平衡右移，故正反应是吸热反应 解题方法： 先拐先平数值大 ＜ 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 【2015年安徽卷T11】汽车尾气中，发生反应为：N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是 A．温度T下，该反应的平衡常数K= B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△H＜0 A 4．恒温（恒压）曲线： 定一议二 [以反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] αA c(C) 若p1>p2>p3 则a+b___c，ΔH___0； 若T1>T2， 则a+b___c，ΔH___0； 【2016年安徽卷】6．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g) ⇌ CO(g)+3H2(g)，设起始 =Z，在恒压下，平衡时 φ(CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的焓变ΔH>0B．图中Z的大小为a>3>bC．图中X点对应的平衡混合物中 =3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 φ(CH4)减小 A 思维模型构建课本P31 5．特殊曲线 ①对于化学反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g) ΔH 0 相同时间，测得不同温度下A的百分含量如图所示 M点前(未平衡)，曲线下降原因：温度升高，速率加快，转化率上升； M点后(平衡状态)，曲线上升原因：温度升高，平衡移动主导。 定时变温 T C% 450℃ •正反应放热 P A% P1 •m+n<p+q 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 平衡点 温度升高，C%减小， 平衡左移，逆反应吸热 平衡点 压强增加，A%增加， 平衡左移，逆反应缩体 5．特殊曲线 ②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)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 可逆反应都是往平衡的方向移动 ③下列各图是温度(或压强)对反应: 2A(s)+ 2B(g) ⇌2C(g)+ D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是( ) 5．特殊曲线 【2009年广东卷】取五等份NO2 ，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) ⇌ N2O4(g)，ΔH＜0 反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量（NO2%），并作出其随反应温度（T）变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 √ √ 在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol/L CO2、0.1 mol/L CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是 A.上述反应的ΔH<0 B.压强：p4>p3>p2>p1 C.1100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D.压强为p4时，在y点：v正>v逆 A B D 给定物质A、B、C的量,在一定条件下发生反应,建立如下化学中衡: aA(g)+bB(g) ⇌ xC(g)，符合下图所示的关系(%表示平衡混合气中产物 C的百分含量。T表示温度, P表示压强)。 在图中，Y轴是指 $