高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)平衡第5課時(shí)化學(xué)平衡圖像等效平衡課件新人教版

第5課時(shí)化學(xué)平衡圖像等效平衡第二章第三節(jié)化學(xué)平衡[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡典型圖像，學(xué)會(huì)化學(xué)平衡圖像題的分析解答方法。2.知道等效平衡的含義，學(xué)會(huì)等效平衡的分析判斷方法。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.物質(zhì)的量(濃度)—時(shí)間圖像(c/n－t圖像)在2L密閉容器中，某一反應(yīng)有關(guān)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(xué)平衡圖像的基本類型(1)橫坐標(biāo)表示反應(yīng)過程中

，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)過程中

。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________

。時(shí)間變化物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化2C(g)(3)在反應(yīng)達(dá)2min時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系是

。(4)若用A物質(zhì)的量濃度的變化表示反應(yīng)達(dá)平衡(2min)時(shí)的正反應(yīng)速率是

。相等0.15mol·L－1·min－12.速率—時(shí)間圖像(v－t圖像)Ⅰ.v′正突變，v′逆漸變，且v′正＞v′逆，說明是

了反應(yīng)物的濃度，使v′正突變，且平衡

移動(dòng)。增大正向Ⅱ.v′正、v′逆都是突然減小的，且v′正＞v′逆，說明平衡

移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)可能是

熱反應(yīng)或氣體總體積

的反應(yīng)。Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，說明該化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動(dòng)，可能是使用了

，也可能是對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)

體積(即增大壓強(qiáng))所致。正向放增大催化劑壓縮3.含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像(1)在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(壓強(qiáng)較大)。根據(jù)圖像回答下列問題：Ⅰ.表示T2

T1，正反應(yīng)是

反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)。＞放熱Ⅱ.表示p2

p1，壓強(qiáng)增大，A的轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)。說明正反應(yīng)是氣體總體積

的反應(yīng)。Ⅲ.生成物C的百分含量不變，說明平衡不發(fā)生移動(dòng)，但反應(yīng)速率a

b，故a可能使用了

；也可能該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，a

了壓強(qiáng)(壓縮體積)。＞增大＞催化劑增大(2)在化學(xué)平衡圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的意義共三個(gè)量。確定橫坐標(biāo)所表示的量后，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系；或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)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(yīng)aA(g)＋bB(g)

cC(g)在不同溫度下(T1<T2)，壓強(qiáng)(p)與混合氣體中C的含量(C%)的關(guān)系圖像如圖所示。根據(jù)圖像回答下列問題：①T1為一條等溫線，隨著壓強(qiáng)的增大，C%

，化學(xué)平衡

移動(dòng)，a＋b

c。減小逆向<②在壓強(qiáng)一定時(shí)(如p3)，溫度升高，C%

，化學(xué)平衡

移動(dòng)，正反應(yīng)是

反應(yīng)。增大正向吸熱歸納總結(jié)化學(xué)平衡圖像題的分析方法(1)無論是反應(yīng)速率圖像還是平衡圖像，都要清楚縱、橫坐標(biāo)的含義，都要與化學(xué)原理相聯(lián)系，特別是與平衡移動(dòng)原理相聯(lián)系。(2)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看v正、v逆的相對(duì)大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動(dòng)的方向。(3)四要素分析法：看曲線的起點(diǎn)；看曲線的變化趨勢(shì)；看曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；看曲線的終點(diǎn)。(4)先拐先平：可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，在轉(zhuǎn)化率—時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，這表示反應(yīng)的溫度高或壓強(qiáng)大。(5)定一議二：圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。例1在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g)

Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示：答案解析(1)該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)時(shí)放出的熱量

(填“>”或“<”)進(jìn)行到W點(diǎn)時(shí)放出的熱量。<(2)T2下，在0～t1時(shí)間內(nèi)，v(Y)＝

mol·L－1·min－1。(3)M點(diǎn)的正反應(yīng)速率

(填“>”或“<”)N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率。(4)M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率

(填“增大”或“減小”)。答案>增大例2反應(yīng)mX(g)

nY(g)＋pZ(g)

ΔH，在不同溫度下的平衡體系中物質(zhì)Y的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.該反應(yīng)的ΔH＞0B.m＜n＋pC.B、C兩點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)：KB＞KCD.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率v(A)＜v(C)√解析由圖可知溫度升高，Y的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡正向移動(dòng)，則正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)；增大壓強(qiáng)，Y的體積分?jǐn)?shù)減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則m＜n＋p；對(duì)吸熱反應(yīng)來說，溫度升高，K增大，KB＜KC；A、C兩點(diǎn)溫度相同，C點(diǎn)壓強(qiáng)大，則C點(diǎn)的速率大于A點(diǎn)。答案解析二、等效平衡化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)開始或逆反應(yīng)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(duì)同一可逆反應(yīng)，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?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)

2NH3①1mol3mol0mol②0mol0mol2mol③0.5mol1.5mol1mol④1mol3mol2mol①②③答案解析解析恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)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?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡會(huì)移動(dòng)，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

。①②③④答案解析解析恒溫恒壓條件下，若轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)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(guān)系。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)不變，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，對(duì)可逆反應(yīng)的平衡都沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)物后體積膨脹，壓強(qiáng)不變，所以平衡不移動(dòng)，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)①2mol2mol0mol0mol②0mol0mol4mol4mol③4mol4mol2mol2mol④1mol2mol1mol2mol①②③答案解析解析恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)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(guān)系。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡不移動(dòng)，只要極值等比則平衡等效。歸納總結(jié)解答等效平衡問題時(shí)，先看條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)，再看方程式反應(yīng)前后氣體分子數(shù)(相同或不同)，按“一邊倒”轉(zhuǎn)換比較。(1)恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，要求極值等比。(2)恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，要求極值等量。(3)恒溫恒壓條件下，不管反應(yīng)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(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：H2(g)＋Br2(g)

2HBr(g)，已知加入1molH2和2molBr2達(dá)到平衡后，生成xmolHBr，在相同條件下若起始時(shí)加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時(shí)，各組分含量都不變，以下推斷正確的是①a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4a＋c＝2b

②平衡時(shí)HBr為xmol

③a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是a＋b＝c

④平衡時(shí)HBr為

xmolA.① B.①②C.①④ D.②③答案解析√解析H2(g)＋Br2(g)

2HBr(g)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，恒容時(shí)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(shí)n(HBr)φ(HBr)起始①1mol2mol0

x

x/3起始②

a

b

c

x/3例4在一個(gè)固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)

3C(g)＋D(g)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為n

mol·L－1。(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(dá)到平衡后，C的濃度仍為n

mol·L－1的是

(填字母，下同)。A.4molA＋2molBB.2molA＋1molB＋3molC＋1molDC.3molA＋1molBD.3molC＋1molDE.1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5molD答案解析√√解析該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，恒溫恒容下把加入的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成起始狀態(tài)形式，與起始狀態(tài)時(shí)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

mol·L－1的是

。(3)將可逆反應(yīng)中A(g)改為A(s)，則C的濃度仍為n

mol·L－1的是

。(4)若將題中“維持容器容積和溫度不變”改為“維持容器壓強(qiáng)和溫度不變”，則C的濃度仍為n

mol·L－1的是

。答案ABCCDEABDE學(xué)習(xí)小結(jié)1.化學(xué)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(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，量相同，等效平衡；恒溫恒容，反應(yīng)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(yīng)，成比例，等效平衡。達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.如圖所示是可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)

2C(g)＋3D(g)

ΔH＞0的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變而變化的關(guān)系圖，下列條件的改變與圖中的變化情況相符的是A.t1時(shí)，減小了A或B的物質(zhì)的量濃度B.t2時(shí)，升高了溫度C.t2時(shí)，增大了壓強(qiáng)D.t1時(shí)，加入了催化劑答案12345√解析解析由圖像可知，t1時(shí)刻，正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，只能是減小生成物的濃度；t2時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速率都增大，且平衡右移，結(jié)合反應(yīng)的特征，只能是升高了溫度。123452.已知可逆反應(yīng)：4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－1025kJ·mol－1。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是答案解析12345√解析升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)一氧化氮的含量小，且達(dá)到平衡時(shí)需要的時(shí)間短，故A正確，D錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)一氧化氮的含量小，且達(dá)到平衡時(shí)需要的時(shí)間短，故B正確；有無催化劑只影響到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間，不影響平衡移動(dòng)，故C正確。123453.由某可逆反應(yīng)繪出圖像如圖所示，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對(duì)該反應(yīng)的判斷不正確的是A.反應(yīng)物中可能含有氣體B.生成物中一定有氣體C.正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)D.正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)答案12345√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(yīng)一定為吸熱反應(yīng)；壓強(qiáng)增大，生成物的含量減小，說明化學(xué)方程式中氣體生成物的計(jì)量數(shù)之和大于氣體反應(yīng)物的計(jì)量數(shù)之和。解析4.(2017·辛集市校級(jí)期中)有一可逆反應(yīng)：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(jìn)行反應(yīng)：①0.8molA＋1.2molB＋1.2molC＋2.4molD②1.4molA＋2.1molB＋0.6molC＋1.2molD達(dá)平衡后，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，則方程式中x的值為A.1 B.2 C.3 D.4答案解析12345√解析根據(jù)題意，①和②為等效平衡，按照化學(xué)計(jì)量數(shù)將各物質(zhì)轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物或生成物，各物質(zhì)的物質(zhì)的量一定相等；①和②相當(dāng)于是同一反應(yīng)處于不同的階段，一定滿足：化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的量變化Δn之比就等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，①②之間各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化為Δn(A)＝(1.4－0.8)mol＝0.6mol、Δn(B)＝(2.1－1.2)mol＝0.9mol、Δn(C)＝(1.2－0.6)mol＝0.6mol、Δn(D)＝(2.4－1.2)mol＝1.2mol，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝0.6mol∶0.9mol∶0.6mol∶1.2mol＝2∶3∶2∶4，所以x＝2。123455.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，得到如下變化規(guī)律(下圖中，p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，t表示反應(yīng)時(shí)間)：12345根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“＞”“＝”或“＜”)：(1)反應(yīng)Ⅰ：p2

p1，ΔH

0。答案123