高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第3节 化学反应的速率 第3课时课件 鲁科版选修4.ppt

第3课时化学反应速率和化学平衡图像 第2章第3节化学反应的速率 学习目标定位 认识化学反应速率 化学平衡典型图像 学会化学平衡图像题的分析解答方法 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一 化学反应速率图像 v t图像 1 渐变 类v t图 浓度对化学反应速率的影响 1 图像 中 v 正突变 而v 逆渐变 t1时刻图像中有一条线是连续的 且v 正v 逆 说明t1时刻改变的条件是 使v 正突变 平衡移动 增大了反应物的浓度 正向 2 图像 中 v 正渐变 v 逆突变 t1时刻图像中有一条线是连续的 且v 正v 逆 说明t1时刻改变的条件是 使v 逆突变 平衡移动 减小了生成物的浓度 正向 2 断点 类v t图 温度 或压强 对化学反应速率的影响 1 图像 中 v 正 v 逆都是突然增大的 t1时刻 图像中出现了 断点 且v 正 v 逆 平衡移动 改变的条件是 正向 升高温度或增大压强 2 图像 中 v 正 v 逆都是突然变小的 t1时刻 图像中出现了 断点 且v 正v 逆 平衡移动 说明该反应改变的条件是 正向 降低温 度 或减小压强 图像中v 正 v 逆都是突然增大 且增大的程度相同 t1时刻 图像中出现了 平台 化学平衡移动 改变的条件可能是 3 平台 类v t图 催化剂 或压强 对化学反应速率的影响 不 使用了催化剂或对 反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强 v t图像中 若v正和v逆中有一个在原平衡点连续渐变 则一定为改变反应物或生成物之一浓度引起的速率变化 若v正和v逆都在原平衡点向平衡线同侧突变 则一定为改变温度或压强引起反应速率的变化 例1某密闭容器中发生如下反应 x g y 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时一定加入了催化剂b t3时减小了压强c t5时可能升高了温度d t4 t5时间内转化率最低 答案 解析 解析a项 由图可知 t2时刻改变条件 正逆反应速率增大且相等 若增大压强平衡也不发生移动 则t2时不一定加入了催化剂 错误 b项 t3时刻改变条件 正逆反应速率均减小 且正反应速率大于逆反应速率 若减小压强 平衡不发生移动 与图像不符 错误 c项 t5时刻改变条件 正逆反应速率增大 且逆反应速率大于正反应速率 若升高温度 平衡逆向移动 与图像符合 正确 d项 催化剂对平衡移动无影响 t3 t4时间内平衡逆向移动 转化率减小 t5 t6时间内平衡逆向移动 转化率继续减小 显然t5 t6时间内转化率比t4 t5时间内转化率低 错误 方法总结 1 看清化学方程式 h符号及气体系数变化 2 分析图像含义 v正 v逆的渐变或突变和v正 v逆的相对大小 3 联想外界条件对反应速率的影响规律 例2可逆反应2so2 g o2 g 2so3 g h 0在一定条件下达到平衡状态 时间为t1时改变条件 化学反应速率与反应时间关系如图 下列说法正确的是a 维持温度 反应体系体积不变 t1时充入so3 g b 维持压强不变 t1时升高反应体系温度c 维持温度不变 t1时扩大反应体系体积d 维持温度 压强不变 t1时充入so3 g 答案 解析 解析先观察原反应的特点可知 原反应是一个气体体积减小的放热反应 根据图像可知该反应在t1时改变了某个条件使正反应速率减小 而使逆反应速率增大 只能是在该时刻增大了生成物的浓度而减小了反应物的浓度 所以只有d选项符合 d选项在温度 压强不变的情况下充入so3 g 使体积变大 所以导致反应物的浓度减小 方法总结 v t图像中 若v正和v逆在原平衡点反方向突变 视为改变浓度条件 反应物和生成物一方浓度增大 另一方浓度减小 二 化学平衡图像 1 百分含量 或转化率 时间 温度 或压强 图像在化学平衡图像中 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1 或表示的压强较大 如图2 仍以aa g bb g cc g 为例 根据图像回答下列问题 1 图1中 温度t1 t2的大小关系是 温度升高 c c的含量 化学平衡移动 正反应是反应 t2 t1 减小 逆向 放热 2 图2中 压强p1 p2的大小关系是 压强增大 a a的含量 化学平衡移动 a bc p1 p2 减小 正向 2 百分含量 或转化率 压强 温度图像在化学平衡图像中 包括纵坐标 横坐标和曲线 所表示的意义共三个量 确定横坐标所表示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系 或者确定纵坐标所表示的量 讨论横坐标与曲线的关系 即 定一议二 原则 解题过程中 可以作辅助线帮助分析 例如反应aa g bb g cc g 在不同温度下 t1 t2 压强 p 与混合气体中c的含量 c 的关系图像如图所示 根据图像回答下列问题 1 t1为一条等温线 随着压强的增大 c 化学平衡移动 a bc 2 在压强一定时 如p3 温度升高 c 化学平衡移动 正反应是反应 减小 增大 逆向 正向 吸热 化学平衡图像题的解题流程 分析已达平衡的可逆反应的特点 1 反应物和生成物的状态 2 反应前后气体的总物质的量是增大还是减小 3 反应是吸热反应 还是放热反应 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 想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律 做判断 根据图像中所表现的关系与所学规律相对比 作出符合题目要求的判断 例3已知可逆反应 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1025kj mol 1 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 答案 解析 解析升高温度 平衡向逆反应方向移动 平衡时no的含量小 且达到平衡时需要的时间短 故a项正确 d项错误 b项增大压强 平衡向逆反应方向移动 平衡时no的含量小 且达到平衡时需要的时间短 故正确 c项有无催化剂只影响到达平衡状态的时间 不影响平衡移动 故正确 方法规律 先拐先平可逆反应ma g nb g pc g qd g 在含量或转化率 时间曲线中 先出现拐点的曲线先达到平衡 这表示反应的温度高或压强大 例4对于反应 2a g b g 2c g h 0 下列图像正确的是 a b c d 答案 解析 解析该反应的特点是气体物质分子数目减小的放热反应 增大压强 平衡向正反应方向移动 a的转化率增大 b的含量减小 c的物质的量分数增大 升高温度 平衡向逆反应方向移动 a的转化率减小 b的物质的量分数增大 c的物质的量分数减小 达到平衡的时间短 故 正确 方法规律 定一议二图像中有三个量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 达标检测 解析在t1 t2 t4 t5两段时间中 v逆 v正 说明平衡左移 so3的百分含量减小 t2 t3 t3 t4 t5 t6平衡不移动 so3的百分含量不变 所以so3的百分含量较高的一段时间应该是t0 t1 1 一密闭容器中发生反应 2so2 g o2 g 2so3 g h 0 如图表示该反应的速率 v 在某一时间内的变化 则下列时间段中 so3的百分含量最高的是a t0 t1b t2 t3c t3 t4d t5 t6 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析由图像知 相同压强下 温度越高 g的体积分数越小 即升高温度 平衡正向移动 正反应为吸热反应 相同温度时 压强越大 g的体积分数越大 即增大压强 平衡逆向移动 因l为固体 所以a b 2 反应l s ag g br g 达到平衡时 温度和压强对该反应的影响如图所示 图中 压强p1 p2 x轴表示温度 y轴表示平衡混合气体中g的体积分数 据此可判断a 上述反应正方向是吸热反应b 上述反应正方向是放热反应c a bd a 1 b 答案 解析 1 2 3 4 5 6 3 下列各图中 表示2a g b g 2c g 正反应放热 这个可逆反应的正确图像为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析随着温度的升高 化学平衡应向吸热反应方向移动 即向逆反应方向移动 所以生成物c的体积分数减小 反应物的含量增大 反应物的转化率减小 增大体系的压强 由于反应的两边都是气态物质 所以正反应和逆反应的速率都增大 而加入催化剂 只能加快反应速率 缩短反应达到平衡的时间 但不能使平衡移动 所以达到平衡后 各组分的浓度及体积分数不变 1 2 3 4 5 6 4 可逆反应ma g nb g pc s h q 温度和压强的变化对正 逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像 以下叙述正确的是a m n q 0b m n p q 0c m n q 0d m n p q 0 解析由左图知 升温v逆 v正 即平衡逆向移动 正反应为放热反应 hv逆 平衡正向移动 则正反应为气体系数减小的反应 即m n 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析线上的点为平衡点 所以a b点是平衡点 c点对应的平衡点在c点上方 说明no的转化率变大才能达到平衡 反应应正向进行 正反应速率大于逆反应速率 正确 d点反应应逆向进行 正反应速率小于逆反应速率 5 如图所示曲线表示其他条件一定时 反应2no g o2 g 2no2 g hv逆的点是a a点b b点c c点d d点 答案 解析 1 2 3 4 5 6 6 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对化学平衡的影响 得到如下变化规律 下图中 p表示压强 t表示温度 n表示物质的量 t表示反应时间 答案 解析 1 2 3 4 5 6 根据以上规律判断 填 或 1 反应 p2 p1 h 0 解析对反应 而言 增大压强 平衡向右移动 a的转化率 a 增大 所以p2 p1 图 a 表示随温度升高 a 减小 平衡向左移动 则正反应是放热反应 h 0 1 2 3 4 5 6 2 反应 t1 t2 h 0 解析图 b 表示在两种不同温度下 c的物质的量逐渐增大至达到平衡的过程 t1温度下n c 增加得快 且先达到平衡 说明t1 t2 由t1 t2 降低温度 n c 增大 说明平衡向右移动 h 0 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析图 c 表示随起始时n b 的增大 在两种不同温度下c的体积分数 c 先增大后减小