专题十五（3）化学反应速率、化学平衡图像

1、专题十五 （3）化学反应速率、化学平衡图像【考试大纲】1、掌握化学平衡的概念、影响化学平衡移动的因素。2、掌握平衡图像，能够运用图像解决相关问题。【教学过程】一、对于化学反应速率的有关图像问题，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，并与有关的原理挂钩。(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

2、物浓度时，v(正)突变，v(逆)渐变。(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。1、浓度时间图此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况【例1】图2表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，t1是到达平衡状态的时间试回答：（1）该反应的反应物是_ _；（2）反应物的转化率是_ _；（3）该反应的化学方程式为_ _。2、速率时间的曲线，求浓度【例2】 在容积固定为2L的密闭容器中

3、，充入X、Y气体各2mol，发生可逆反应：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速度V正、V逆与时间t的关系如图所示，则Y的平衡浓度表达式正确的是（式中S是对应区域的面积）（ ） 二、对于化学平衡的有关图像问题，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)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。(3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。(4)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。(5)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出

4、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。(6)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。1. 以v-t图像描述化学平衡移动的本质【例3】 已知合成氨的反应为：N2+3H22NH3H =-92.4KJ/mol在一定条件下达到化学平衡，现升高温度使平衡发生移动，下列图像中能正确描述正、逆反应速率(v)变化的是（ ）2. 以物质的量（浓度）时间（n(c)-t）图像描述可逆反应达平衡的过程【例4】 在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量n随反应时间t变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是（ ） A反应的化学方程式为2MNBt2时，正=

5、逆，达到平衡Ct3时，正>逆，Dt1时，浓度c（N）=2c（M）3. 以c-t图像描述等效平衡过程【例5】 在425时，1L密闭容器中进行反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，以不同的方式加入反应物或生成物均达到平衡（如下图）（1）将图示3种情况的反应物、生成物的初始浓度和平衡浓度填入表格。图像C(mol/L)H2起始H2平衡I2起始I2平衡HI起始HI平衡ABC（2）以上3种情况达到化学平衡是否为同一平衡状态？由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？（3）等温、等容情况下，等效平衡的条件是什么？4. 以物质的量（转化率）时间（n(R)-t）图像描述温度或压强对平衡移动的影响 【

6、例6】 反应2X(g)+Y(g) 2Z(g) H<0，在不同温度（T1和T2）及压强（P1和P2）下，产物Z的物质的量nZ与反应时间t的关系如图所示，下述判断正确的是（ ） AT1<T2，P1<P2 BT1<T2，P1>P2 CT1>T2，P1>P2 DT1>T2，P1<P2 5. 以转化率（体积分数）压强、温度（R（）p、T）图像判断平衡状态 【例7】 如图，条件一定时，反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H<0中NO的Rmax与T变化关系曲线图，图中有a、b、c、d4个点，其中表示未达到平衡状态，且正<逆的点是（

7、） Aa Bb Cc Dd6. 根据R（质量分数、体积分数）p、T图像判断反应特征 【例8】 已知反应mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g)，A的转化率RA与p、T的关系如图，根据图示可以得出的正确结论是（ ） A正反应吸热，m+n>x+y B正反应吸热，m+n<x+y C正反应放热，m+n>x+y D正反应放热，m+n<x+y 7. 由v-p（T）图像描述平衡移动时正逆v的变化  【例9】 下列反应符合下图p-v变化曲线的是（ ） AH2(g)+I2(g) 2HI(g)B3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g) C4NH3(g)+5

8、O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) DCO2(g)+C(s) 2CO(g) 8. 混合气体平均相对分子质量温度（压强）（-T(P)）图像 【例10】 可逆反应2A+B2C（g）H<0随T（）变化气体平均相对分子质量的变化如图所示，则下列叙述中正确的是（ ） AA和B可能都是固体 BA和B一定都是气体 CA和B可能都是气体 D若B为固体，则A一定为气体 9. 由体积分数温度（-T）图像判断平衡进程【例11】 在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的N2和H2，在不同温度，任其发生反应N2+3H22NH3，在第7秒时分别测定其中NH3的体积分数(NH3)，并绘成下图曲线。  

9、;（1）A、B、C、D、E中，尚未达到化学平衡状态的点是_ _。  （2）此反应的正反应是_热反应。  （3）AC段曲线是增函数曲线，CE段曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由为_ _。 （4）T1到T2变化时，正 逆；T3到T4变化时，正 逆。 【感悟高考】（2011江苏高考.10）下列图示与对应的叙述相符的是A.图5表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化B.图6表示0.1000 mol·L1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 mol·L1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线C.图7表示KNO3的溶解度曲

10、线，图中a点所示的溶液是80 时KNO3的不饱和溶液D.图8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图知t时反应物转化率最大【巩固练习】1. 恒容容器进行的反应aA(g) + bB(g) cC(g) ,H0。改变其他反应条件，在、阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是A. 反应化学方程式为：A(g) + 3B(g) 2C(g) B. B的平衡转化率中(B)19% C. 第阶段反应温度(T2)比第阶段反应温度(T3)小D. 右图表示的第IV阶段是第阶段体系达到平衡后，将容器的体积扩大一倍体系中各物质的浓度随时间变化的趋势曲线。2.光气（COCl2）

11、的分解反应为：COCl2（g）Cl2（g）CO（g） H108 kJ·mol1。反应体系中各物质的浓度在不同条件下的变化如图8所示（1014 min的COCl2浓度变化未标出）： 下列说法正确的是 A. COCl2在56 min和1516 min时平均反应速率：v（56）>v（1516） B. 第10 min时，改变反应条件，反应重新达到平衡前：v（正）<v（逆） C. 第12 min时，反应重新达到平衡，c（COCl2）0.03 mol·L1 D. 第14 min时，改变的条件是减小压强，随着平衡的移动，COCl2的转化率减小3.向绝热恒容密闭容器中通入SO2

12、和NO2，在一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(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.t1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段4.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g) H0BCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H0CCH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)H2O(g) H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g) 2C6H5CH=CH2(

13、g)2H2O(g) H05.反应aA(g)+bB(g) cC(g)（H0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在、阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：0.01.02.03.04.05.06.05.010.015.020.00.05.010.015.00.010.015.0浓度/(mol·L1)BAC3.002.001.001.860.760.621.501.000.50时间/minI回答问题：(1）反应的化学方程式中，a:b:c为_;(2）A的平均反应速率vI(A)、v(A)、v(A)从大到小排列次序为_ _；(3）B的平衡转化率I(B)、(B)、(B)中最小的是_ _,

14、其值是_;(4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_,采取的措施是_;(5）比较第阶段反应温度(T2)和第阶段反应温度(T3)的高低：T2 T3(填“>”“<”“=”），判断的理由是_ _;(6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。0.05.010.00.05.010.01.02.0时间/min浓度/mol·L1BAC6.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。已知：Fe2O

15、3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) H 1 = +489.0 kJ·mol1 C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) H 2 = +172.5 kJ·mol1 则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 。 已知Fe与CO可形成五羰基铁Fe(CO)5，该化合物相当活泼易吸收H2生成氢化羰基铁。氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠。试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式 。利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），写出该电池的负极反应式 。（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生

16、反应： CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) H =49.0 kJ·mol1 0n(CH3OH)/mol 测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：t/min该反应的平衡常数表达式为K= 。曲线I、对应的平衡常数大小关系为K K（填“大于”、“等于”或“小于”）。一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。容 器甲乙反应物投入量1molCO2、3molH2a molCO2、b molH2、c molCH3OH(g)、c molH2O(g)若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同

17、组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为 。1. Ad2AD.3D4A（14分第（1）小题的及第（2）小题的每空3分，其余每空2分）（1） Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe (s) + 3CO2(g) H = 28.5kJ·mol1 Fe (CO)5 + H2 = H2Fe (CO)4 + CO CO+4OH2e = CO32 + 2H2O （2） 大于 0.4 c1 【解析】由图像知在第阶段达到平衡时A、B、C的浓度变化量分别是1.0、3.0和2.0，所以反应的化学方程式中，a:b:c)1:3:2；由图像可以计算出A的平均反应速率vI(A)、v(A)、v(A)分别为2/20、0.36/15和0.12/15，vI(A)、v(A)、v(A)从大到小排列次序为vI(A)、v(A)、v(A)；同理可以计算出B的平衡转化率I(B)、(B)、(B)分别为0.5、0.38和0.19；由第一次平衡到第二次平衡是C的浓度瞬间降低到0，即移走量产物C，平衡向正方应方向移动；