资源描述
化学平衡图像学案
一、速度-时间图:
可用于:
1) 已t
v
知引起平衡移动的因素,判断反应是吸热或放热,反应前后气体体积的变化。
v正
2) (已知反应)判断引起平衡移动的因素。
例1、 引起平衡移动的因素是 ,
v逆
平衡向 方向移动。
t1 t2
v正
t
v
例2、 引起平衡移动的因素是 ,
v逆
平衡向 方向移动。
t1 t2
v正
t
v
v逆
例3、 已知对某一平衡改变温度时有如下图变化,
则温度的变化是 (升高或降低),
平衡向 反应方向移动,
t1 t2
正反应是 热反应。
v逆
t
v
练习1、对于反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)(正反应放热)有如下图所示的变化,请分析引起平衡移动的原因可能是什么?并说明理由。
由于v正、v逆均有不同程度的增大,引起平衡移动的原因
v正
可能是 .
v逆
t
v
此题中引起平衡移动的因素是 。
t1 t2
v正
练习2、对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),
改变压强时有如右图变化,则压强变化是 (增大
t1 t2
或减小),平衡向 反应方向移动,m+n (>、〈、=)p+q.
v正
=
t
v
v逆
练习3、对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)有
如右图所示的变化,请分析t1时的改变原因可能是什
么?并说明理由。
t1
V(正)
练习4v
、
对于达到平衡的可逆反应: X + Y W + Z 增大压强则反应速率的变化图象如图所示.据此分析 X、Y、W、Z的聚集状态是( )
A。 Z、
W均为气态,X、Y中有一种为气体
V(逆)
V(正)
B。
Z、W中有一种为气体,X、Y均为气体
V(逆)
时间 t
C。 X、Y、Z均为非气体,W 为气体
D. X、Y均为气体,Z、W 皆为非气体
练习5、如图所示,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0。在某一时间段t0~t6中反应速率与反应过程的曲线图。试回答下列问题:
(1)合成氨反应已达平衡状态的时间段为: .
(2)t1~t2时间段是改变的 条件使平衡向 方向
移动;t4~t5时间段是改变的 条件使平衡
向 方向移动。
(3)在此过程中,氨的百分含量最高的一段时间是 。
解题方法及思路
(1) 看图像: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)。
(2)想规律:根据图像信息,利用勒夏特列原理,分析可逆反应的特征:吸热还是放热,体积是增大、减小还是不变,有无固体或纯液体物质参加或生成。
(3)作判断:根据图像中表现的关系与所学规律相对比,作出符合题目要求的判断。
t
c
C
A
B
3
2
1
二、浓度 - 时间图:
例、 可用于:
1)写出化学反应方程式:
2)求反应物的转化率:
A
B
C
t
c
0.4
0.3
0.2
0.1
练习1、
1)写出化学反应方程式:
2)求反应物的转化率:
练习2、右图所示为800 ℃ 时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是( )
A.A是反应物
B.前2 min A的分解速率为0。 1 mol·L-1·min—1
C。 达平衡后,若升高温度,平衡向正反应方向移动
D.反应的方程式为:2A (g) 2 B(g) + C(g)
练习3、将5 mol O2在高温下放电,经过时间t后建立了3O2 2O3的平衡体系,已知O2的转化率为20%,下列浓度(c)变化曲线正确的是( )
练习4、今有x(g)+y(g) 2z(g) △H(298K)<0,若反应开始经t1s后达到平衡,又经t2s后,由于反应条件的改变使平衡破坏。到t3s时又达到平衡。如图所示,试分析从t2s到t3s曲线变化的原因是( )
A.增大了x或y的浓度
B。使用了催化剂
C。增大了反应体系的压强
D.升高了反应体系的温度
三、 物质的百分含量—时间图
[基本类型] 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 正反应(吸热或放热)?
0
t
B的转化率
P1
P2
C%
t
P1
P2
0
t
A
的转化率
T1
T2
0
①
t
T1
T2
A%
0
②
(m+n) (p+q) (m+n) (p+q)
练习1、可逆反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g)。反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如上图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是( )
(A)达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大
(B)平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动
(C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移动
(D)化学方程式中一定有n>p+q
练习2、 对于可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g)(正反应为吸热反应),下列图象中正确的是
练习3、已知某可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行,右图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )
A.T1<T2,p1>p2,m+n>p,放热反应
B.T1>T2,p1<p2,m+n>p,吸热反应
C.T1<T2,p1>p2,m+n<p,放热反应
D.T1>T2,p1<p2,m+n<p,吸热反应
4.如图,甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和
无催化剂的情况,则________曲线表示无
催化剂时的情况,原因________________
________________;
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温
恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后
的情况,则________曲线表示恒温恒容的
情况,原因_____;
(3) 根据丙图可以判断该可逆反应的正反应
(4) 是________(填“吸”或“放")热反应,
(5) 化学计量数x的值________。
四、某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图:
A
的转化率
例1、A%
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
200℃
500℃
1.01*107Pa
正反应 热 正反应 热
1.01*106Pa
m+n p+q m+n p+q
1.01*105Pa
P
T
P
A%
300℃
200℃
正反应 热
m+n p+q
练习1、有一化学平衡:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图是表示A的转化率同压强、温度的关系,分析图象可以得出的正确结论是( )
A.正反应是吸热反应,m+n〉p+q
B.正反应是吸热反应,m+n〈p+q
C.正反应是放热反应,m+n>p+q
D.正反应是放热反应,m+n<p+q
练习2、下图表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响:L(s)+G(g) 2R(g);ΔH>0,则图中Y轴是指( )
A.平衡混合气中R的质量分数
B。平衡混合气中G的质量分数
C.G的转化率
D.L的转化率
五、速率—温度(压强)图
以2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g);△H<0为例,v-t(P)图如图所示:
v—T图 v—P图
第一类 第二类 第一类 第二类
练习、温度、压强对化学反应速率、反应速率、平衡常数的影响及方程式的系数的关系的知
识.对于可逆反应:2M(g)+N(g) 2P (g)ΔH〈0,下列各图中正确的是( )
六、其他图像
[例1] 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
练习、右图为条件一定时,反应 2NO+O2 2NO2;△H< 0中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图,图中有A、B、C、D、E五点,其中表示未达到平衡状态,且V正大于V逆的点是( )
A. B和C B.A和E
C.E D。C
作业
1、对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,下列研究目的和图示相符的是( )
2、反应C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=+172。5 kJ·mol-1,描述平衡体系的物理量y随温度或压强(用x表示)的变化关系如图所示.下列判断正确的是( )
A.x表示压强,y表示平衡混合物中CO2的转化率
B.x表示压强,y表示混合气体的平均相对分子质量
C.x表示温度,y表示平衡混合物中CO2的转化率
D.x表示温度,y表示平衡混合物中CO的体积分数
3、将1 mol I2(g)和2 mol H2置于2 L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH<0,并达到平衡。HI的体积分数w(HI)随时间变化如曲线Ⅱ所示。
(1)达到平衡时,I2(g)的物质的量浓度为
________。
(2)若改变反应条件,在甲条件下w(HI)
的变化如曲线Ⅰ所示,在乙条件下w(HI)
的变化如曲线Ⅲ所示。则甲条件可能是
________,乙条件可能是________
(填入下列条件的序号).
①恒容条件下,升高温度
②恒容条件下,降低温度
③恒温条件下,缩小反应容器体积
④恒温条件下,扩大反应容器体积
⑤恒温恒容条件下,加入适当正催化剂)
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