高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)案233化學(xué)平衡圖像等效平衡

3課時化學(xué)平衡圖像、等效平衡[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.認識化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡典型圖像，學(xué)會化學(xué)平衡圖像題的分析解答方法。2.知道等效平衡的含義，學(xué)會等效平衡的分析判斷方法。一化學(xué)平衡圖像1．在2L剛性密閉容器中，某一反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)A(g)、B(g)、C(g)的物質(zhì)的量變化如圖所示。根據(jù)圖像回答下列問題：(1)橫坐標(biāo)表示________________________，縱坐標(biāo)表示________________________。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________。(3)在反應(yīng)進行到2min時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系是________。(4)若用A物質(zhì)的量濃度的變化表示反應(yīng)達平衡(2min)時的正反應(yīng)速率，則v(A)＝________。2．在化學(xué)平衡圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線，所表示的意義共三個量。確定橫坐標(biāo)所表示的量后，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系；或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。即“定一議二”原則。解題過程中，可以作輔助線幫助分析。例如反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1<T2)，壓強(p)與混合氣體中C的含量(C%)的關(guān)系圖像如圖所示。根據(jù)圖像回答下列問題：(1)T1為一條等溫線，隨著壓強的增大，C%________，化學(xué)平衡________移動，a＋b________c。(2)在壓強一定時(如p3)，溫度升高，C%的變化是______，化學(xué)平衡______移動，正反應(yīng)是________反應(yīng)。3．在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)則先達到平衡，先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高(如圖1)或表示的壓強較大(如圖2)[仍以aA(g)＋bB(g)cC(g)為例]。根據(jù)圖像回答下列問題：(1)圖1中，溫度T1、T2的大小關(guān)系是________，溫度升高，C%(C的含量)的變化是________，化學(xué)平衡______移動，正反應(yīng)是________反應(yīng)。(2)圖2中，壓強p1、p2的大小關(guān)系是________，壓強增大，C%(C的含量)的變化是________，化學(xué)平衡________移動，a＋b________c。化學(xué)平衡圖像題的分析解答方法(1)無論是反應(yīng)速率圖像還是平衡圖像，都要清楚縱、橫坐標(biāo)的含義，都要與化學(xué)原理相聯(lián)系，特別是與平衡移動原理相聯(lián)系。(2)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看v正、v逆的相對大??；三看化學(xué)平衡移動的方向。(3)四要素分析法：看曲線的起點；看曲線的變化趨勢；看曲線的轉(zhuǎn)折點；看曲線的終點。(4)先拐先平：可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在轉(zhuǎn)化率－時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，這表示反應(yīng)的溫度高或壓強大。(5)定一議二：圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系。1．下列各圖中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反應(yīng)放熱)這個可逆反應(yīng)的正確圖像為()2．在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g)，溫度T1、T2下，X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示：(1)該反應(yīng)進行到M點放出的熱量________(填“>”或“<”)進行到W點放出的熱量。(2)T2下，在0～t1時間內(nèi)，v(Y)＝________mol·L－1·min－1。(3)M點的正反應(yīng)速率________(填“>”或“<”)N點的逆反應(yīng)速率。(4)M點時再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。二等效平衡化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)開始或逆反應(yīng)開始都可以建立平衡。在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，對同一可逆反應(yīng)，只有起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達到化學(xué)平衡時，同種物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)等)相同，這樣的平衡稱為等效平衡。1．在恒溫恒容條件下，按下列四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是________。CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)①2mol2mol0mol0mol②0mol0mol4mol4mol③4mol4mol2mol2mol④1mol2mol1mol2mol2．在恒溫恒容條件下，按下列四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是________。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)①1mol3mol0mol②0mol0mol2mol③0.5mol1.5mol1mol④1mol3mol2mol3．若在恒溫恒壓條件下，按題2中四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是____________。等效平衡解題方法解答等效平衡問題時，先看條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)，再看方程式反應(yīng)前后氣體分子數(shù)(相同或不同)，按“一邊倒”轉(zhuǎn)換比較。(1)恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，要求極值等比。(2)恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，要求極值等量。(3)恒溫恒壓條件下，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，都只要求極值等比。3．在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，達到平衡時，C的濃度為nmol·L－1。(1)若維持容器體積和溫度不變，下列各種配比為起始物質(zhì)，達到平衡后，C的濃度仍為nmol·L－1的是_______________________________________________________________________。A．4molA＋2molBB．2molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molA＋1molBD．3molC＋1molDE．1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5molD(2)C的濃度大于nmol·L－1的是________。(3)將可逆反應(yīng)中A(g)改為A(s)，則C的濃度仍為nmol·L－1的是________。(4)若將題中“維持容器體積和溫度不變”改為“維持容器壓強和溫度不變”，則C的濃度仍為nmol·L－1的是______________________________________________________。4．T℃時，將3molA和1molB氣體通入體積為2L的密閉容器中(容積不變)，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)2min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)(溫度不變)，剩余0.8molB，并測得C的濃度為0.4mol·L－1，請回答下列問題：(1)從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為____________________。(2)x＝________。(3)若繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通入少量氦氣(假設(shè)氦氣和A、B、C都不反應(yīng))后，化學(xué)平衡______(填字母)。A．向正反應(yīng)方向移動B．向逆反應(yīng)方向移動C．不移動(4)若向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在T℃時達到新的平衡，此時B的物質(zhì)的量為n(B)＝______mol。(5)如果上述反應(yīng)在相同溫度和容器中進行，欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量分數(shù)與原平衡相等，起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量n(A)、n(B)、n(C)之間應(yīng)該滿足的關(guān)系式為_______。1．已知可逆反應(yīng)：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1025kJ·mol－1。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是()2．在相同溫度和壓強下，對反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗起始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表：實驗物質(zhì)的量質(zhì)物CO2H2COH2O(g)甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是()A．乙＝?。颈郊?B．乙＞丁＞甲＞丙C．?。疽遥颈郊?D．丁＞丙＞乙＞甲3．將1molSO2和1molO2通入體積不變的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)，達到平衡時SO3為0.3mol，此時若移走0.5molO2和0.5molSO2，相同溫度下再次達到新平衡時SO3的物質(zhì)的量為()A．0.3molB．0.15molC．小于0.15molD．大于0.15mol，小于0.3mol4．已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。在相同溫度、相同容積的恒容容器中，實驗測得起始、平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達到平衡時體系能量的變化平衡時氨氣的體積分數(shù)N2H2NH3①130放出熱量：23.15kJW1②0.92.70.2放出熱量：QkJW2則下列關(guān)系中正確的是()A．W1＞W(wǎng)2，Q＜23.15 B．W1＝W2，Q＝23.15C．W1＜W2，Q＞23.15 D．W1＝W2，Q＜23.155．某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對化學(xué)平衡的影響，得到如下變化規(guī)律(下圖中，p表示壓強，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，t表示反應(yīng)時間)：根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“＞”“＝”或“＜”)：(1)反應(yīng)Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。(2)反應(yīng)Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。(3)反應(yīng)Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。(4)反應(yīng)Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。

答案精析一新知導(dǎo)學(xué)1．(1)反應(yīng)過程中時間變化反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化(2)3A(g)＋B(g)2C(g)(3)相等(4)0.15mol·L－1·min－12．(1)減小逆向<(2)增大正向吸熱3．(1)T2>T1減小逆向放熱(2)p1>p2減小逆向<活學(xué)活用1．A2．(1)<(2)eq\f(a－b,2t1)(3)>(4)增大二新知導(dǎo)學(xué)1．①②③2．①②③解析恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按計量系數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后同種物質(zhì)的量相同。因為這種情況下壓強對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)有影響，而成比例地增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡會移動，必須極值等量平衡才等效。3．①②③④解析恒溫恒壓條件下，若轉(zhuǎn)換后(按計量系數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后同種物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)系。因為這種情況下壓強不變，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，對可逆反應(yīng)的平衡都沒有影響，而成比例地增加反應(yīng)物后體積膨脹，壓強不變，所以平衡不移動，只要極值等比則平衡等效?；顚W(xué)活用3．(1)DE(2)ABC(3)CDE(4)ABDE解析恒溫恒容下把加入的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成起始狀態(tài)形式，與起始狀態(tài)時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別相同，即建立相同的平衡狀態(tài)。恒溫恒壓下，則為比例相同即可建立相同的平衡狀態(tài)。4．(1)0.2mol·L－1·min－1(2)4(3)C(4)(0.8＋0.2a)(5)n(A)＝3n(B)，n(C)≥0[或n(A)＝n(B)＝0，n(C)＞0]解析(1)v(C)＝eq\f(0.4mol·L－1,2min)＝0.2mol·L－1·min－1。(2)Δn(C)∶Δn(B)＝(0.4mol·L－1×2L)∶(1－0.8)mol＝4∶1＝x∶1，x＝4。(3)體積不變，各成分的濃度不變，平衡不移動。(4)壓強對此平衡移動不影響，3molA和1molB等效于4molC。n(B)＝0.8mol×eq\f(4＋amol,4mol)＝(0.8＋0.2a)mol。(5)此反應(yīng)為等體積反應(yīng)，所以壓強對平衡移動不影響；等效平衡的條件：把起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量按化學(xué)計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì)，只要反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量比例相同即可。原平衡的起始配比恰好符合A、B的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系，其等效配比有：①n(A)∶n(B)＝3∶1，n(C)＝0，②n(A)∶n(B)＝3∶1，n(C)＞0，③n(A)＝n(B)＝0，n(C)＞0。達標(biāo)檢測提升技能1．D2．A[根據(jù)所給數(shù)據(jù)，甲、丙為等效平衡，則其中n(CO)相等。乙相