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1、化学平衡的有关图像问题(二)一、教学内容1.化学平衡图象的特征分析2.化学平衡问题研究的重要思维方3.有关转化率的判断计算二、学法指导t1aA(一)化学平衡的图象问题研究1.作用:化学反应速率和化学平衡的有关理论具有一定的抽象性,.运用各种图象能直观地反映可逆反应的变化规律及特点,.能从定性和定量两方面来分析和研究变化的因素、方向和程度.2.方法:(1)注重纵坐标和横坐标所对应的物理量.,只要其中一个物理量改变,就可能导致图象的改变.例如对一可逆反应从起始到达平衡,某反应物的A的百分含量)、A的转化率aA分别对时间作图,曲线正好相反.A%tt1tA
2、的百分含量与时间关系A的转化率与时间关系(2)弄清纵坐标和横坐标两种物理量之间的相互关系。.作图或析图时要注意变化的方向、趋势、程度,.如考虑是直线还是曲线?是上升还是下降?到一定时是否会不再改变?若是两条或两条以上的直线,斜率是否相同?若是两曲线,它们的曲率是否相等?……这一系列的问题必须思考清楚。.(3)抓住关键的点:如原点、最高点、最低点、转折点(拐点)、交点等.。同样有一系列问题值得去好好思考,如该不该通过原点?有没有最高(或最低)点?为何有转折点、交点等?3.图象类型(1)横坐标——时间(t)纵坐标——反应速率(v)或某物质浓度(C)或某
3、成分的百分含量(A%)或某反应物的转化率(aA)特点:①可逆反应从非平衡到达平衡以前,v、C、A%、aA均随时间(t)变化,到达平衡后,则不随时间而改变.。图象中一定将出现平行于横坐标的直线,简称“平台”.第11页②出现转折“平台”的先后取决于达到平衡所需要的时间.而时间的长短又取决于反应速率的大小.温度(T)一定,压强(P)越大,V正、V逆越大,t越小压强(P)一定,温度(T)越大,V正、V逆越大,t越小T、P一定,使用正催化剂后V正、V逆均增大,t缩小.③“平台”的相对高低,则由外界条件对平衡的影响来决定.“平台”越高,说明条件越有利于纵坐标对
4、应物理量的提高.反之,则不利.故可根据图象特点来分析可逆反应特点.例1已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+Q在密闭容器中进行反应,测得在不同时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气中的百分含量B%的关系曲线如图所示.A.T1<T2,P1>P2,m+n>P,Q<0B.T1>T2,P2>P1,m+n<P,Q<0C.T2>T1,P2>P1,m+n<P,Q<0D.T1>T2,P2>P1,m+n>P,Q>0解析:①根据达到平衡的时间长短,可断定T2<T1,P2>P1②根据“平台”高低,可断定低温有利于B%增大,说明逆反应是放热反应,即正反应为吸热
5、,Q<0高压有利.B%增大,说明增大压强,平衡逆移,故m+n<P.由此可知,本题答案:例2如图所示,a曲线表示一定条件下可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)+Q的反应过程中X的转化率和时间的关系.若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是[]A.加入催化剂B.增大Y的浓度C.降低温度D.增大体系压强解析:①达平衡所需时间b<a正逆反应速率Vb>Va②改变条件后ax不变平衡不移动③该可逆反应ΔVg=0可加催化剂或加压答案:在反应速率(v)-时间(t)图象中,在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后,V正、V逆的变化有两种:V正、V逆同时突破——温
6、度、压强、催化剂的影响V正、V逆之一渐变——一种成分浓度的改变第11页现图示如下:图改变条件增加反应物浓度降低生成物浓度升温或加压(Δng≠0)降温或减压(Δng≠0)使用正催化剂或加压(Δng=0)使用负催化剂或减压(Δng=0)(5)在浓度C-时间t图象中改变温度瞬间,各物浓度不变,故平衡虽破坏,但各物质的浓度变化均连续.改变压强瞬间,各物质浓度(气体)均突变.加压——突增,减压——突减.改变某一成分浓度时,该成分浓度突变,其它物质不变,故变化是连续的.例3.可逆反应N2+3H22NH3+Q,从反应开始经t1秒达平衡状态,因条件改变,平衡在t2
7、秒时发生移动,在t3秒时,又达到新的平衡状态.试根据t2-t3秒曲线判断,下列图1、图2所表示的平衡移动方向和变化条件各是什么?图1图2第11页解析图1中t2-t3曲线与原来连续变化,说明只可能为改变______引起.NH3浓度下降,H2浓度增大,说明平衡是逆向移动,故变化的条件是___________.图2中,t2时改变条件前后NH3的浓度连续变化,而N2浓度突变,说明只能是增加__________浓度引起,平衡正向移动.例5.气态反应A+BC+D,其它条件不变,在有催化剂条件(a)时和无催化剂条件(b)时的反应过程中,有关的量(纵坐标)随时间
8、(横坐标)的变化情况错误的是[]解析:使用催化剂,同等程度改变正逆反应速度,缩短达到平衡所需时间,但不改变平衡状态。故不论