化学平衡图像学案

1、化学平衡图像专1、下而是条件改变时，化学反应速率的变化与新平衡建立的过程中几种典型曲线:2、下而是条件改变时，速率与平衡变化的图像1）其他条件不变，只改变浓度:增大生成物U逆瞬时tU ”从平衡点逐渐 Ue逆向Un U 减小生成物U逆瞬时I 0从平衡点逐渐I正向Un U减小反应物U正瞬时I W00送从平衡点逐渐I UU U 正逆向2）其他条件不变，只改变温度移动原因升温正反应热效应吸热速率变化1九八）故同时u0 。放移动方向正向最终 。工工 U升温放热umu收同时tU加 U效逆向降温吸热吸效同时I逆向降温放热。啖U依同时Iu 吸. u 4正向U工 U正逆向Ur U i减压增大u止u V同时IU

2、正 U ijj,正向减压减小U正叱同时Iu逆 u正逆向u XX 0T一定时，m+np+qT一定时，m+nVp+q T 定时， m+n=p+q含量一时间图P一定时，Q0P一定时，Qp+q T 定时，m+np+q转化率一温度一压强图俨的转化率V 7。-1.01乂106J J i.oixim a温度m+np4q, Q0m+nVp+q, Qp+ q5 Q压强m+n0含量一温度一压强图4c% v_i.oixio7一ii义d . LoixicP .温度m+iip+q, Qp4q, Q0解题一般方法：1.牢固掌握有关的概念与原理，尤其要注意：外界条件的改变对一个可逆反应来讲，正逆 反应速率如何变化，化学平衡

3、如何移动，在速度一时间图、转化率一时间图、反应物的含量 一浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图象。2.对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。(2)看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物；一 般生成物多数以原点为起点。(3)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)v(放)，在速 率一时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如， 升高温度时，v(吸)大增，v(放)小增：增大反应物浓度时，v(正)突变，v(逆)渐变。(4)

4、注意终点。例如在浓度一时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的 增加量，并结合有关原理进行推理判断。(5)紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、 有无固体、纯液体物质参加或生成等。(6)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。(7)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。(8)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向 推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。(9)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。【例1】 如图1中I、0、III分别代表反应、，则Y轴是指()Nz十 3

5、H式2NH式8 AH=-QHz(g)十 k2Hl(曲 H=+QC 0(g)十 2H2CH30H (勖 AH=-QA.平衡混合气中一种生成物的百分含量C.平衡混合气中一种生成物的转化率B.平衡混合气中一种反应物的百分含量D.平衡混合气中一种反应物的转化率【例2由可逆反应测绘出图像如图2,纵坐标为生成物在平衡混 合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是()A.反应物中一定有气体B.生成物中一定有气体C.正反应一定是放热反应D.正反应一定是吸热反应【例3】A(g)+B(g) -C(g)+Q平衡后，若使温度由T1升到T2,(其他不变)，则。正与u 逆的变化曲线是()2SO3(g) - 2so2加汁

6、 5(欧 AH= +Q【例4】对于可逆反应A(g)+B(g) aC(g)+Q,下列各图中表示的生成物C的百分含量(C%)F列图象正确的是(图中AB3%为百分【例5】对于可逆反应AB3(g) A(g)+3B(g)-Q,含量，V为反应速率，T为温度，t为时间)()力1下达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为()ABC【例6】2NO+O2 - 2NO2+Q, NO的最大转化率与温度的关 系图上标有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态 且U正,U逆的是()【例7】可逆反应X(g) +Y(g) 2Z(g)+Q,若反应开始经tl秒后达到平衡，又经过t2秒 后，由于反应条件的改变使

7、平衡破坏，到t3秒又达到平衡，如图所示，试分析，从12到13 秒曲线变化的原因是()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.升高了反应的温度【例8如图所示，反应：X (g) +3Y(g)2Z(g)； aHPo分析下图，在平衡体系中A的质量分数与温度tC、压强p关系正确的是（）A%大气压100大气压，/CA【分类例题分析】1.A%, 100大气压（/30。大气压物质的量（或浓度）一时间图象例1.某温度下，在体积为5 L的容器中，A、B.C三种物质物质的量随着时间变化的关系如图1所示，则该反应的化学方程式为2 s内用A的浓度变化和用B的浓度变化表示的平均反应速率分别为图

8、1 A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的关系图2 .速率一时间图象例2.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况 如图2所示，其中t It 2速率变化的主要原因是； t 2t 3速率变化的主要 原因是。图2氢气发生速率变化曲线例3.某温度下，在密闭容器里SO2、。2、S O 3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件, 对反应2SO2 + CH2SO 3 （正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图3所示。（图A上逆下正、图B上正下逆、图D为跳跃型，上逆下正）图3正、逆反应速率的变化曲线 加催化剂对速率影响的图象是()。 增大0 2的浓度对速率影响的图象是()增大

9、反应容器体积对速率影响的图象是()升温对速率影响的图象是()3 .速率一压强(或温度)图象例4.符合图象4的反应为()0A. N2O3 ( g )Oz ( g ) +N O ( g )B. 3N O2 ( g ) +H2O (I) =2HNO3 (I) +NO ( g )C. 4N IU ( g ) +50 2 ( g ) =4N0 ( g ) +6H2O ( g )D. C02 ( g ) +C ( s ) =2C0 ( g ) P图4曲线图左逆右正4 .转化率(或质量分数等)一压强、温度图象例5.有一化学平衡m A ( g ) + n B ( g )、pC ( g ) 4- q D ( g

10、 ),如图5所示是A 的转化率同压强、温度的关系，分析图5可以得出的正确结论是(图中压强上大下小)()o外军案p + qC .正反应放热，m + n p + qB .正反应吸热，m + n V p + qD.正反应放热，m+np + q例6.m A ( s ) + n B ( g )、q C ( g )(正反应为吸热反应)的可逆反应中，在恒 温条件下，B的体积分数(B%)与压强(p)的关系如图6所示，有关叙述正确的是( )0A . n qC. X点，Y点，v正Vv逆D. X点比Y点反应速率快CQ图6曲线图例 7.图 7 表示m A ( g ) 4- n B ( g )、p C ( g ) 4-

11、 q D ( g ) A，=-Q,在不同 温度下经过一定时间混合体系中C的质量分数与温度T的关系；图8表示在一定条件下达 到平衡后t时刻(温度不变)改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程，判断 该反应是()。图7曲线图A. m+np + q Q 0C. m+nVp + q Q 05.质量分数一时间图象D. m+nVp + q Q 0例8 .对于可逆反应m A(g)+nB(s)p C (g ) + q D (g)反应过程中,其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图9所示，请判断下 列说法正确的是()0A.降温，化学平衡向正反应方向移动B.使用催化剂可使D%有所增加

12、C.化学方程式中气体的化学计量数mVp + qD.B的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动图9曲线图例9.反应2X (g) +Y (g) =2Z (g)(正反应放热)，在不同温度和T2) 及压强(Pi和P?)下，产物Z的物质的量(n?)与反应时间(t )的关系如图10所示。 下述判断正确的是()oA . T , T ?, pi p2C. T) T 2, p1p2D. T T 2 9 p1p2尸-T* V / -Tvp2 片一。网 产一7一答案：c图10曲线图三、图象题的训练(1)平衡建立的过程图例1 600时，A、B、C三种气体在密闭容器中浓度的 变化情况如图所示,仅从图上分析

13、不能得出有关A的结论的是 ( )A. A是反应物B.前4minA是分解速率是0. 1 mol/(L min)C. 4min后，若升高温度，A的转化率增大。D. 4min后，若增大压强，A的转化率减小。(2)速率(8 -时间(亡)图(简称亡图)【例2】对于已达到平衡的可逆反应：N，(g)+3H：(g) = 2()： Q0,为使正逆反应速率符合右图，应采取的措施 是()A.增大N：的浓度B,升高温度C.增大压强D.增大ML的浓度(3)量值-条件-时间图【例3】(lz2005-bj-7)在一定温度不同压强(pVpl下,可逆反应2X (g) =m2Y(g)+Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数

14、(0)与反应时间(t)的关系有以下图示，正确【例4】对于M(s)+nB(g)=pC(g)： *()的可逆反应，在 一定温度下B的百分含量与压强的关系如图所示，则下列判断正确 的是()A. B. npC. X点的状态是%逆 D. X点比/点的反应速率慢 (5)量值-时间图例5 (hx2004-js-18)在容积固定的密闭容器中存在如下反应:A(g)+3B(g)=2C(g)：Q0,某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一定错误的是A.图【研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B.图II研究的是压强对反应的影响，且甲的压

15、强较高C.图II研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D.图山研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高(6)速率-条件图【例6】图中C%表示某反应物在体系中的百分含量，丫表示反应速率，表示压强，表示 反应时间。图I为温度一定时压强与反应速率的关系曲线：图H为压强一定时，在不同时间 %与温度的关系曲线。同时符合以下两个图像的反应是()IIA. 4NH3(g)+50：(g) =4N0(g)+6H9(g)+Q：B. NA(g) -NO：(g)+NO(g)-Q；C. 3N0：(g) +H：O(1) 2HN05(aq) +NO(g) +Q；D. 2C0(g) CO：(g)+C(s) +

16、Q；例7109年全国I 13题、下图表示反应X(g)n4y(g) + Z(g),M VO,在某温度时X的 浓度随时间变化的曲线下列有关该反应的描述正确的是A.第6min后，反应就终止了B.x的平衡转化率为85%C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D.若降低温度，冷和也将以同样倍数减小【课堂训练】催化剂1. (2011北京高考12)已知反应：2cH3coeH3、CH3coeH2co耻检。取等量CH3coe玲，分别在0和20下，测得其转化分数随时 间变化的关系曲线(Y-t)如下图所示。下列说法正确的是 A. b代表0下CH3COCH3的Y-t曲线B.反应进行到20min末，FhCOCH?的(

17、 ) 1 v(20)C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率uAn(0),D.从 Y=0 至I Y=0. 113, CH3COCH2COH(CH3)2 的=1An(20)2. (2011福建高考12) 25时，在含有Pb2、Sn”的某溶液中，加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2 (aq) Sn2 (aq)+Pb(s),体系中c(Pb?)和c(SM)变化关系如卜图所示。下列判断正确的是A.往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb”)增大B.往平衡体系中加入少量Sn(NO.3)2固体后，c(Pb)变小C.升高温度，平衡体系中c(Pb”)增大，说明该反应Q0D. 25时，该反应

18、的平衡常数K=2.23.(2011天津)向绝热恒容密闭容器中通入SO?和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)S03(g)+N0(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度：a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.2Ui=zU2时，SCh的转化率：ab段小于bc段4. (2011重庆)一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图10的SLfft 的影啕A. CO2(g)+2NH3(g) = CO(NH2)2(s)+H2O(g) +Q；Q0B. CO2(g) + Hz(g) = CO

19、(g)+H2O(g)-Q：C. CH3CH2OH (g) = CH2=CH2(g)+H2O(g)-Q；D. 2c6H5CH2cH3(g)+Ch(g)= 2 c6HsCH=CH2(g)+2Hq(g) +Q： 5. (2011 四川)可逆反应X(g)+2Y(g) =2Z(g)、2M (g) =N (g) +P(g)分别在 密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到 平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是23 4s2 2N , j 5i 23反应开始F Sr( 1)平征(H)A.反应的正反应是吸热反应B.达平衡(D时体系的压强与反应开始时体系的压强

20、之比为14:15C.达平衡(I)时，X的转化率为上11D.在平衡(I)和平衡(II)中M的体积分数相等6、(2011广东高考31, 15分)利用光能和光催化剂，可将8?和H?O(g)转化为CH和02。紫外光照射时，在不同催化剂(I、II、III)作用下，CH产量随光照时间的变化如图13所(1)在030小时内，CH4的平均生成速率Vi、Vh和V山从大到小的顺序为 : 反应开始后的12小时内，在第一种催化剂的作用下，收集的CH4最多。(2)将所得CH4与H?O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应:CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g)o 该反应的 Q=206 kJ mol1在答题卡

21、的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)将等物质的量的CH4和H9(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数 K=27,此时测得CO的物质的量为O.lOmol,求CK的平衡转化率(结果保留两位有效数字)。(3)已知：CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) +802kJmoH写出由CO2生成CO的热化学方程式。7. (2011山东高考28, 14分)研究NO?、SO? .CO等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为利用反应6NO?+ 催化剂8NH3、?7Ns+12比0也可处理NO?。当转移12moi电子

22、时，消耗的NO?在标准 状况下是 L.(2)已知：2SO2 (g) +O2 (g) =2SO3 (g) +196.6 kJ mol12NO (g) +O2 (g) =2NC2 (g) +113.0 kJ mol1则反应 NO2 (g) +SO2 (g) SO3 (g) +NO (g)的 Q=_kJmoH。一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明 反应达到平衡状态的是。a.体系压强保持不变b.混合气体颜色保持不变c. SO3和NO的体积比保持不变d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数

23、K=.(3) CO可用于合成甲醉，反应方程式为CO (g) +2心(g) = CH30H (g)o CO在 不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应AH 0(填“”或“ ”)。实际生产条件控制在250C、1.3xl(VkPa左右，选择此压强的理由是。豪sls催化剂8. (2011全国H卷28)反应aA(g)+bB(g)、cC(g) ( AHK35OV,则该改反应是热反应。(2)右图中表示NO?的变化的曲线是用02表示从02s内该反应的平均速率v=(3)能说明该反应已达到平衡状态的是c. vi(N0)=2v If (02)d.容器内密度保持不变a. v(NO2)=2v(O2)b.容器

24、内压强保持不变(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是a.及时分离除NO?气体 b.适当升高温度 c.增大Ch的浓度 d.选择高效催化剂2、【2007上海21已知O.lmol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH.COOH CH3COO- + H+要使溶液中c(H+)/c(CH3coOH)值增大，可以采取的措施是A.加少量烧碱溶液B.升高温度 C.加少量冰醋酸D.加水 3、【2007上海25】一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醉(催化剂为 Cu2O/ZnO)： C0(g)+2Hg) =CH30H(g)根据题意完成下列各题：(1)反应达到平衡时，平衡常

25、数表达式K=,时间iminJ升高温度，K值 (填：增大、减小、不变)。(2)在500C,从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H=(3)在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是A.氢气的浓度减少B.正反应速率加快，逆反应速率也加快C.甲醇的物质的量增加D.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大(4)据研究，反应过程中起催化作用的为CihO,反应体系中含少量CO?有利于维持催化 剂CU20的量不变，原因是： (用化学方程式表示)。4、【2006上海】(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大，表示K值大小与温度的关系是：温度升高

26、，K值。(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小)。(2)在一体积为10L的容器中，通人一定量的CO和Hq,在850时发生如下反应：CO(g)4-H2O(g)F=CO2(g)+H2(g)4-Q (Q0)CO和H2O浓度变化如右图，则04min的平均反应速率v（CO）=mol/（L min）HI浓度的变化情况。.11!rum（3）t （高于85O）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如右表。表中3n】in4n】in之间反应处于状态：t1七时物质浓度（mci/L）的变化C1 烈U.UdniOl/Lt 用人丁、/丁旦X,小丁九反应在4min5min向，平衡向逆方向移动，可 能的原

27、因是（单选），时间(min )COh2oC6H200.2000.30000表中5min6min之间数值发生变化，可能的原因 是 （单选）。A增加水蒸气 B降低温度C使用催化剂 D增加氢气浓度20.1380.2380.0620.0623CiGGG4Clc2GJ50.1160.2160.0R460.0960.2660.1045、2005上海】在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8 mol的比和0.6 mol的12,在一定的条件卜发生如卜反应：H2（g）+h（g） 2HI（g）+Q （Q0）反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:（1）该反应的化学平衡常数表达式为（2）根据图1数据，反应开始至达到

28、平衡时，平均速率v（HI）为（3）反应达到平衡后，第8分钟时：若升高温度，化学平衡常数K （填：增大、减小、不变），HI浓度的变化正 确 （用图2中ac的编号回答）： 若加入L,比浓度的变化正确的是 （用图2中df的编号回答）。（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后C Q3四HI4一金.G.5 -二卜时上6、【2004上海24】在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2sO2（g）+Ch（g） = 2SO3（g）+Q（Q0）（1）写出该反应的化学平衡常数表达式K=（2）降低温度，该反应K值,二氧化硫转化率,化学反应速度 （均填：增大、减小、不变）。（

29、3）600c时，在一密闭容器中，将二氧化碳和氧气混合，反应过 程中SO?、0八SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是（4）据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是 10 min到15 min的曲线变化的原因可能是a.加了催化剂b缩小容器体积c.降低温度 d.增加SCh的物质的量 7、【2003上海11】可逆反应N+ML ；= O2NH、的正、逆反应速率可用各反应物或生成物A 3u正(N?) = u正(H2)B. y正(N?) = u正(TVd)C. 2u正(”2)= 35(N3)D 1，正(忆)=3viE(/72)浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态

30、的是（）8 J2003上海24】钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为：Na（I）+KCl（I）、该反应的平衡常数可表示为：K=C （K） 各物质的沸点与压强的关系见右表。（1）在常压下金属钾转变为气态从反应 混合物中分离的最低温度约NaCl(I)+K(g)-Q为应低于,而反应的最高温度压强(kPa)13.3353.321013K的沸点（）590710770Na的沸点（）700830890KC1的沸点（）1437NaQ的沸点（）1465（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是（3）常压下，当反应温度升高至900c时，该反应的平衡常数可表示为

31、:K 二 o9、【2002上海24】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应:CO2（g） + H2（g） = CO（g）+ H?O（g）,其化学平衡常数K和温度t的关系如下表.回答下列问题：tr70080083010001200（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=K0.60.91.01.72.6（2）该反应为 （填：吸热、放热）反应。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是（a）容器中压强不变（b）混合气体中c（CO）不变（c） v h（H2）=v （H2O）（d） c（CO2）=c（CO）（4）某温度下,平衡浓度符合下式:c（CO2）c（H2）=c（CO）c（H2O）,试判断此时的

32、温度为ro10、2001上海24】某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为 零，反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：序号型间 温队01020304050601800C1.00.800.670.570.500.500.502800Cc20.600.500.500.500.500.5038009Cs0.920.750.630.600.600.604820C1.00.400.250.200.200.200.20根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内，用A物质浓度的变化表示的平均速率为 mol/（L- min）o（2）在实验2, A的初始浓度C2=mol/L,反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2 中还隐含的条件也（3）设实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为Vi,则V3 V】（填：、=、）,且 C3 1.0 mol/L （填：、=、V） ,（4）比较实验4和实验1,可推测该反应是反应（填：吸热、放热）。理由是 11、【2011上海19】对于反应2so2+Ch = 2SO3,下列判断正确的是A. 2体积2s和足量反应，必定生成2体积SOsB.其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动C.平衡时，SO2消耗速度必定等于02生