《(通用版)2018-2019版高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 第三節(jié) 化學平衡 第5課時 化學平衡圖像 等效平衡課件 新人教版選修5.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(通用版)2018-2019版高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 第三節(jié) 化學平衡 第5課時 化學平衡圖像 等效平衡課件 新人教版選修5.ppt(45頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第5課時化學平衡圖像等效平衡,第二章第三節(jié)化學平衡,學習目標定位 1.認識化學反應速率、化學平衡典型圖像,學會化學平衡圖像題的分析解答方法。 2.知道等效平衡的含義,學會等效平衡的分析判斷方法。,,,新知導學,達標檢測,內(nèi)容索引,新知導學,1.物質(zhì)的量 (濃度)時間圖像(c/nt圖像) 在2 L密閉容器中,某一反應有關物質(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:,,一、化學平衡圖像的基本類型,,(1)橫坐標表示反應過程中 ,縱坐 標表示反應過程中 。 (2)該反應的化學方程式是________________ 。,時間變化,物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化,2C(g
2、),(3)在反應達2 min時,正反應速率與逆反應速率之間的關系是 。 (4)若用A物質(zhì)的量濃度的變化表示反應達平衡(2 min)時的正反應速率是 。,相等,0.15 molL1min1,2.速率時間圖像(vt圖像),.v正突變,v逆漸變,且v正v逆,說明是 了反應物的濃度,使v正突變,且平衡 移動。,增大,正向,.v正、v逆都是突然減小的,且v正v逆,說明平衡 移動,該反應的正反應可能是 熱反應或氣體總體積 的反應。 .v正、v逆都是突然增大的且增大程度相同,說明該化學平衡沒有發(fā)生移動,可能是使用了 ,也可能是對反應前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應 體積(即增大壓強
3、)所致。,正向,放,增大,催化劑,壓縮,3.含量(轉化率)時間溫度(壓強)圖像 (1)在化學平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點的反應則先達到平衡,先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高(壓強較大)。,根據(jù)圖像回答下列問題: .表示T2 T1,正反應是 反應,溫度升高,平衡逆向移動。,,放熱,.表示p2 p1,壓強增大,A的轉化率減小,平衡逆向移動。說明正反應是氣體總體積 的反應。 .生成物C的百分含量不變,說明平衡不發(fā)生移動,但反應速率a b,故a可能使用了 ;也可能該反應是反應前后氣體總體積不變的可逆反應,a 了壓強(壓縮體積)。,,增大,,催化劑,增大,(2)在化學平衡圖像中,包括縱坐標、橫坐標
4、和曲線所表示的意義共三個量。確定橫坐標所表示的量后,討論縱坐標與曲線的關系;或者確定縱坐標所表示的量,討論橫坐標與曲線的關系,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aA(g)bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1
5、橫坐標的含義,都要與化學原理相聯(lián)系,特別是與平衡移動原理相聯(lián)系。 (2)三步分析法:一看反應速率是增大還是減小;二看v正、v逆的相對大??;三看化學平衡移動的方向。 (3)四要素分析法:看曲線的起點;看曲線的變化趨勢;看曲線的轉折點;看曲線的終點。,(4)先拐先平:可逆反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),在轉化率時間曲線中,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系。,例1在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應: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:,答
6、案,解析,(1)該反應進行到M點時放出的熱量 (填“”或“<”)進行到W點時放出的熱量。,<,(2)T2下,在0t1時間內(nèi),v(Y) molL1min1。 (3)M點的正反應速率 (填“”或“<”)N點的逆反應速率。 (4)M點時再加入一定量X,平衡后X的轉化率 (填“增大”或“減小”)。,答案,,增大,例2反應mX(g)nY(g)pZ(g)H,在不同溫度下的平衡體系中物質(zhì)Y的體積分數(shù)隨壓強變化的曲線如圖所示。下列說法錯誤的是 A.該反應的H0 B.mnp C.B、C兩點化學平衡常數(shù):KBKC D.A、C兩點的反應速率v(A)v(C),,解析由圖可知溫度升高,Y的體積分數(shù)增大,說
7、明平衡正向移動,則正向為吸熱反應;增大壓強,Y的體積分數(shù)減小,說明平衡逆向移動,則mnp;對吸熱反應來說,溫度升高,K增大,KBKC;A、C兩點溫度相同,C點壓強大,則C點的速率大于A點。,答案,解析,,二、等效平衡,,化學平衡的建立與反應途徑無關,從正反應開始或逆反應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,起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,而達到化學平衡時,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 。 N2(g)3H2(g)2NH3 1 mol
8、 3 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 1 mol 3 mol 2 mol,,答案,解析,解析恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應,轉換后(按化學計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì)),反應物或生成物的物質(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前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應有影響,而成比例的增加反應物,相當于加壓,所以平衡會移動,必須極值等量平衡才等效。,2.若在恒溫恒壓條件下,按題1中四種情況分別建立平衡,其中為等效平衡的是 。,,答案,解析,解
9、析恒溫恒壓條件下,若轉換后(按化學計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì)),反應物或生成物的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同,則兩平衡等效,且平衡后兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關系。因為這種情況下壓強不變,不管反應前后氣體分子數(shù)是否改變,對可逆反應的平衡都沒有影響,而成比例的增加反應物后體積膨脹,壓強不變,所以平衡不移動,只要極值等比則平衡等效。,3.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) 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 4 mol
10、 4 mol 2 mol 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol,,答案,解析,解析恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應,轉換后(按化學計量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì)),反應物或生成物的物質(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)關系。因為這種情況下壓強對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應沒有影響,而成比例的增加反應物,相當于加壓,所以平衡不移動,只要極值等比則平衡等效。,解答等效平衡問題時,先看條件(恒溫恒容或恒溫恒壓),再看方程式反應前后氣體分子數(shù)(相同或不同),按“一邊倒”轉換比較。 (1)
11、恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應,要求極值等比。 (2)恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應,要求極值等量。 (3)恒溫恒壓條件下,不管反應前后氣體分子數(shù)是否改變,都只要求極值等比。,例3在一個固定容積的密閉容器中,保持一定溫度進行如下反應:H2(g)Br2(g)2HBr(g),已知加入1 mol H2和2 mol Br2達到平衡后,生成x mol HBr,在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時,各組分含量都不變,以下推斷正確的是 a、b、c應滿足的關系是4ac2b平衡時HBr為x mola、b、c應滿足的關系
12、是abc平衡時HBr為 x mol A. B. C. D.,答案,解析,,解析H2(g)Br2(g)2HBr(g)是一個反應前后氣體分子數(shù)不變的反應,恒容時只要起始投入量成比例,則形成等效平衡。分析,H2(g)Br2(g)2HBr(g)平衡時n(HBr) (HBr) 起始 1 mol 2 mol 0 x x/3 起始 a b c x/3,例4在一個固定容積的密閉容器中,加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應:2A(g)B(g)3C(g)D(g),達到平衡時,C的濃度為n molL1。 (1)若維持容器容積和溫度不變,按下列各種配比為起始物質(zhì),達到平衡后,C的濃
13、度仍為n molL1的是 (填字母,下同)。 A.4 mol A2 mol B B.2 mol A1 mol B3 mol C1 mol D C.3 mol A1 mol B D.3 mol C1 mol D E.1 mol A0.5 mol B1.5 mol C0.5 mol D,答案,解析,,,解析該反應前后氣體分子數(shù)不同,恒溫恒容下把加入的物質(zhì)轉化成起始狀態(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,比例相同即可建立相同的平衡狀態(tài)。,(2)C的濃度大于n molL1的是 。 (3)將可逆反應中A(g)改為A(s),則C的濃度仍為n molL1的是
14、 。 (4)若將題中“維持容器容積和溫度不變”改為“維持容器壓強和溫度不變”,則C的濃度仍為n molL1的是 。,答案,ABC,CDE,ABDE,學習小結,1.化學平衡圖像題的分析思路:看圖像,想規(guī)律,作判斷。 解題技巧:先拐先平,定一議二。 2.恒溫恒容,反應前后氣體分子數(shù)不同,量相同,等效平衡;恒溫恒容,反應前后氣體分子數(shù)相同,成比例,等效平衡;恒溫恒壓,任何氣體的可逆反應,成比例,等效平衡。,達標檢測,1.如圖所示是可逆反應A(g)2B(g)2C(g)3D(g)H0的化學反應速率與化學平衡隨外界條件改變而變化的關系圖,下列條件的改變與圖中的變化情況相符的是 A.t1時,減小了A或
15、B的物質(zhì)的量濃度 B.t2時,升高了溫度 C.t2時,增大了壓強 D.t1時,加入了催化劑,答案,1,2,3,4,5,,解析,解析由圖像可知,t1時刻,正反應速率不變,逆反應速率減小,只能是減小生成物的濃度; t2時刻,正、逆反應速率都增大,且平衡右移,結合反應的特征,只能是升高了溫度。,1,2,3,4,5,2.已知可逆反應:4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1。若反應物起始物質(zhì)的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是,答案,解析,1,2,3,4,5,,解析升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡時一氧化氮的含量小,且達到平衡時需要的時間短,故A正確,D
16、錯誤; 增大壓強,平衡向逆反應方向移動,平衡時一氧化氮的含量小,且達到平衡時需要的時間短,故B正確; 有無催化劑只影響到達平衡狀態(tài)的時間,不影響平衡移動,故C正確。,1,2,3,4,5,3.由某可逆反應繪出圖像如圖所示,縱坐標為生成物在平衡混合物中的百分含量,下列對該反應的判斷不正確的是 A.反應物中可能含有氣體 B.生成物中一定有氣體 C.正反應一定是放熱反應 D.正反應一定是吸熱反應,答案,1,2,3,4,5,,解析由圖示可知,隨著溫度的升高,生成物的含量增加,即升高溫度,平衡右移,所以該反應一定為吸熱反應; 壓強增大,生成物的含量減小,說明化學方程式中氣體生成物的計量數(shù)之和大于氣體反應物
17、的計量數(shù)之和。,解析,4.(2017辛集市校級期中)有一可逆反應:2A(g)3B(g)xC(g)4D(g),若按下列兩種配比在同溫同體積的密閉容器中進行反應: 0.8 mol A1.2 mol B1.2 mol C2.4 mol D 1.4 mol A2.1 mol B0.6 mol C1.2 mol D 達平衡后,C的質(zhì)量分數(shù)相等,則方程式中x的值為 A.1 B.2 C.3 D.4,答案,解析,1,2,3,4,5,,解析根據(jù)題意,和為等效平衡,按照化學計量數(shù)將各物質(zhì)轉化成反應物或生成物,各物質(zhì)的物質(zhì)的量一定相等; 和相當于是同一反應處于不同的階段,一定滿足:化學反應中物質(zhì)的量變化n之比就等于
18、化學計量數(shù)之比,之間各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化為n(A)(1.40.8)mol0.6 mol、n(B)(2.11.2)mol0.9 mol、n(C)(1.20.6)mol0.6 mol、n(D)(2.41.2)mol1.2 mol,n(A)n(B)n(C)n(D)0.6 mol0.9 mol0.6 mol1.2 mol2324,所以x2。,1,2,3,4,5,5.某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對化學平衡的影響,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表示反應時間):,1,2,3,4,5,根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“”“”或“”): (1)反應:p2 p1,H
19、 0。,答案,1,2,3,4,5,解析,,,解析對反應而言,增大壓強,平衡向右移動,A的轉化率(A)增大,所以p2p1;圖(a)表示隨溫度升高,(A)減小,平衡向左移動,則正反應是放熱反應,H0。,(2)反應:T1 T2,H 0。,答案,1,2,3,4,5,解析,,,解析圖(b)表示在兩種不同溫度下,C的物質(zhì)的量逐漸增大至達到平衡的過程。T1溫度下n(C)增加得快,且先達到平衡,說明T1T2,由T1T2,降低溫度,n(C)增大,說明平衡向右移動,H0。,(3)反應:若T2 T1,H 0。,1,2,3,4,5,答案,解析,,(或),解析圖(c)表示隨起始時n(B)的增大,在兩種不同溫度下C的體積分數(shù)(C)先增大后減小的變化曲線。T2時(C)高于T1時(C),可能有兩種情況:若T2T1,即升溫平衡右移,H0; 若T2T1,即降溫平衡右移,H0。,(4)反應:若T2 T1,H 0。,答案,1,2,3,4,5,解析,,(或),解析圖(d)所呈現(xiàn)的信息是隨壓強的增大,A的平衡轉化率不變,但T2時(A)比T1時(A)大。若T2T1,則升溫平衡右移,H0;若T1T2,則升溫平衡左移,H0。,