高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng) 2 運(yùn)用圖象突破化學(xué)平衡學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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運(yùn)用圖象突破化學(xué)平衡 【考點(diǎn)精講】 對(duì)于反應(yīng)mA＋nBpC＋qD 1. v－t圖象 平衡體系 條件變化 速率變化 平衡變化 速率變化曲線 任一平衡體系 增大反應(yīng)物的濃度 v正增大，v逆不變 且v正′>v逆′ 正向移動(dòng) 減小反應(yīng)物的濃度 v正減小，v逆不變 且v逆′>v正′ 逆向移動(dòng) 任一平衡體系 增大生成物的濃度 v逆增大，v正不變 且v逆′>v正′ 逆向移動(dòng) 減小生成物的濃度 v逆減小，v正不變 且v正′>v逆′ 正向移動(dòng) 正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積增大的放熱反應(yīng) 增大壓強(qiáng)或升高溫度 v正、v逆均增大， 且v逆′>v正′ 逆向移動(dòng) 減小壓強(qiáng)或降低溫度 v正、v逆均減小， 且v正′>v逆′ 正向移動(dòng) 任一平衡或反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)的和相等的平衡 正催化劑或增大壓強(qiáng) v正、v逆同等倍數(shù)增大 不移動(dòng) 負(fù)催化劑或減小壓強(qiáng) v正、v逆同等倍數(shù)減小 看清變化趨勢(shì)：分清漸變和突變，大變和小變。 例如：升高溫度，v（吸）大增，v（放）小增；增大反應(yīng)物濃度，v正突變，v逆漸變。 2. c－t圖象 先拐先平：先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時(shí)推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。 3. c（或α）－p（T）圖象 定一議二：當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變?cè)儆懻摿硗鈨蓚€(gè)量的關(guān)系。 【典例精析】 例題1CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH________0（填“＞”或“＜”）。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3104kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是___________________________。 思路導(dǎo)航：定一議二：當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變?cè)儆懻摿硗鈨蓚€(gè)量的關(guān)系。從圖像來(lái)看，隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率變小，故ΔH<0，綜合溫度、壓強(qiáng)對(duì)CO轉(zhuǎn)化率的影響來(lái)看，在題給壓強(qiáng)下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，不必再增大壓強(qiáng)。 答案：＜；在1.3104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，即使再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率也提高不大，反而使生產(chǎn)成本增加，得不償失。 例題2向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如甲圖所示[t0～t1階段c（B）未畫出]。圖乙為t2時(shí)刻后改變條件平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且四個(gè)階段都各改變一種條件并且改變的條件均不同。已知，t3～t4階段為使用催化劑。下列說(shuō)法正確的是（　?。? A. 若t1＝15s，生成物C在t0～t1時(shí)間段的反應(yīng)速率為0.004molL－1s－1 B. t2～t3階段改變的條件為降低反應(yīng)溫度 C. B的起始物質(zhì)的量為0.02mol D. t5～t6階段可能是增大壓強(qiáng) 思路導(dǎo)航：v（C）＝＝0.004molL－1s－1，A正確； 在t4～t5階段，平衡沒有移動(dòng)，反應(yīng)速率減小，則是減小了壓強(qiáng)； 由圖分析可知反應(yīng)方程式是3A（g）B（g）＋2C（g），再由化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于Δc之比，求出Δc（B）＝0.03molL－1，則起始濃度為0.02molL－1，求出容器體積為2L，可知B和C錯(cuò)誤；t5～t6階段改變的條件應(yīng)是升高溫度，故D錯(cuò)誤。 答案：A 例題3在一個(gè)密閉容器中，可發(fā)生以下反應(yīng)：A（g）＋B（g）xC（g），符合下圖（a）所示的關(guān)系［w（C）表示Ｃ的體積分?jǐn)?shù)］，由此推斷關(guān)于圖（b）的說(shuō)法正確的是（） A. P3>P4，y軸表示A的轉(zhuǎn)化率 B. P3P3，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣體的質(zhì)量和混合氣體的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，物質(zhì)的量減小，則相對(duì)分子質(zhì)量增大，所以選項(xiàng)C不正確；密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量是不變的，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此密度增大，D不正確； 答案：A 【總結(jié)提升】 圖象題的解題思路 （1）一看圖象 ●一看面：看清楚橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示的物理量和單位；是反應(yīng)物還是生成物； ●二看線：看線段的走向、變化趨勢(shì)、斜率等； ●三看點(diǎn)：即起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交叉點(diǎn)； ●四看是否需要作輔助線（等壓、等溫線）。 （2）二想規(guī)律：勒夏特列原理 （3）三作判斷 例題1下列圖中，表示2A（氣）＋B（氣）2C（氣）△H<0，這個(gè)可逆反應(yīng)的正確圖象為（） 思路導(dǎo)航：由該反應(yīng)2A（氣）＋B（氣）2C（氣）△H<0，可以知道，溫度升高向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A正確；B錯(cuò)誤，壓強(qiáng)增大，即濃度變大，v正和v逆都增大；C錯(cuò)誤，催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)；D錯(cuò)誤，溫度高，A的轉(zhuǎn)化率低，所以答案選A。 答案：A 例題2某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白： （1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________________________________。 （2）反應(yīng)開始至2min，氣體Z的反應(yīng)速率為________________________________。 （3）若X、Y、Z均為氣體，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)： ①壓強(qiáng)是開始時(shí)的________倍； ②若此時(shí)將容器的體積縮小為原來(lái)的倍，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)溫度將升高（容器不與外界進(jìn)行熱交換），則該反應(yīng)的正反應(yīng)為________反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。 （4）若上述反應(yīng)在2min后的t1～t6階段內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間圖像如下，在每一時(shí)刻均改變一個(gè)影響反應(yīng)速率的因素，則 （　?。? A. 在t1時(shí)增大了壓強(qiáng) B. 在t3時(shí)加入了催化劑 C. 在t4時(shí)降低了溫度 D. t2～t3時(shí)X的轉(zhuǎn)化率最高 思路導(dǎo)航：（1）由圖像知v（X）∶v（Y）∶v（Z）＝0.3mol∶0.1mol∶0.2mol＝3∶1∶2，又由于該反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，所以化學(xué)方程式為3X＋Y2Z。 （2）v（Z）＝＝0.05molL－1min－1。 （3）①X、Y、Z均為氣體時(shí)，反應(yīng)前n（總）＝2.0mol，平衡時(shí)n（總）＝0.7mol＋0.9mol＋0.2mol＝1.8mol，所以p（平）∶p（始）＝1.8mol∶2.0mol＝0.9。 ②將容器體積縮小，相當(dāng)于增壓，達(dá)到平衡時(shí)，溫度升高，根據(jù)勒夏特列原理，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 （4）在t1時(shí)如果增大壓強(qiáng)，則正、逆反應(yīng)速率都增大，A錯(cuò)誤；在t3時(shí)應(yīng)該是加入了催化劑，正、逆反應(yīng)速率都增大，并且增大的倍數(shù)相同，平衡不移動(dòng)，B正確；在t4時(shí)如果是降低了溫度，則平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，C錯(cuò)誤；由圖可以看出，從t1～t2，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率降低，從t2～t4，平衡不移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率不變，從t4～t5，平衡繼續(xù)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率又降低，因此，t0～t1時(shí)X的轉(zhuǎn)化率最高，D錯(cuò)誤。 答案：（1）3X＋Y2Z?。?）0.05molL－1min－1（3）①0.9　②放熱?。?）B