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1、 第4課時化學(xué)平衡中的數(shù)形結(jié)合問題目標(biāo)要求1.能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的建立和化學(xué)平衡的移動原理畫出常見的圖象。2.會分析常見的關(guān)于化學(xué)平衡的圖象。一、表示平衡建立的圖象1速率時間圖2濃度時間圖以H2(g)I2(g)2HI(g)為例,按要求畫出如下圖象:要求:(1)容積為1 L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1 mol,平衡時HI為1.2 mol。(2)在1 L密閉容器中加入2 mol HI。二、表示平衡移動的圖象1速率時間圖(1)如圖,該平衡向正反應(yīng)方向移動。此圖是增加反應(yīng)物濃度引起的平衡移動。(2)如圖,可能是改變什么條件引起的平衡移動?并判斷其對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的特
2、點??赡苁巧邷囟纫鸬钠胶庖苿?,如果是升高溫度,則該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);也可能是增大壓強(qiáng)引起的平衡移動,如果是增大壓強(qiáng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。(3)下列哪個反應(yīng)一定不符合圖象_D_。AN2(g)3H2(g)2NH3(g)H0CC(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0DH2(g)I2(g)=2HI(g)Hp2,從p1、p2的關(guān)系又看出當(dāng)壓強(qiáng)大時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小,故知該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)。1可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(s)HQ kJmol1,溫度和壓強(qiáng)的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象,以下敘述正確的是()Amn,Q0 Bmnp,
3、Q0 Cmn,Q0 Dmnp,QpqDB的顆粒越小,正反應(yīng)速率越快,有利于平衡向正反應(yīng)方向移動答案A3合成氨反應(yīng):N2(g)3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)H92.4 kJmol1,在反應(yīng)過程中,正反應(yīng)速率的變化如下圖:下列說法正確的是()At1時升高了溫度 Bt2時使用了催化劑Ct3時增大了壓強(qiáng) Dt4時降低了溫度答案B4.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)I(aq)I(aq)某I2、KI混合溶液中,I的物質(zhì)的量濃度c(I)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是()A反應(yīng)I2(aq)I(aq)=I(aq)的HK2C若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時,一
4、定有v正v逆D狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I2)大答案D解析由圖象知:c(I)隨溫度升高而減小,故該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),HK2,B正確;反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時,c(I)v逆,C正確;狀態(tài)A狀態(tài)B,c(I)減小,化學(xué)平衡逆向移動,c(I2)增大,即狀態(tài)B的c(I2)大,D錯誤。1取五等份NO2 ,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g)H0反應(yīng)相同時間后,分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中,可能與實驗結(jié)果相符的是()A B C D答案D解析在恒容狀態(tài)下,在五個相同的容器中同時通入等量的
5、NO2,反應(yīng)相同的時間。那么則有兩種可能,一是已達(dá)到平衡狀態(tài),二是還沒有達(dá)到平衡狀態(tài),仍然在向正反應(yīng)方向進(jìn)行。假若,5個容器在反應(yīng)相同的時間下,均已達(dá)到平衡,因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的百分含量隨溫度升高而升高,所以正確;假若,5個容器中有未達(dá)到平衡狀態(tài)的,那么溫度越高,反應(yīng)速率越大,會出現(xiàn)溫度高的NO2轉(zhuǎn)化得快,導(dǎo)致NO2的百分含量少的情況。在中,圖中的轉(zhuǎn)折點為平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)折點左側(cè)為未平衡狀態(tài),右側(cè)為平衡狀態(tài),正確。2汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下:NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g)H373.4 kJmol1在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一
6、條件,下列示意圖正確的是()答案C解析對于放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,K值減小,CO的轉(zhuǎn)化率降低,A、B錯誤;溫度不變,K值不變,C正確;增加N2的量,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO的轉(zhuǎn)化率降低,D錯誤。3.如圖是可逆反應(yīng)A2B2C3D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷()A正反應(yīng)是放熱反應(yīng) BD可能是氣體C逆反應(yīng)是放熱反應(yīng) DA、B、C、D均為氣體答案A解析降溫后v正v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動,證明正反應(yīng)放熱,加壓后v正v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)體積減小,D不可能是氣體。4.上圖是溫度和壓強(qiáng)對XY2Z反應(yīng)影響的示意圖。圖中橫坐標(biāo)表
7、示溫度,縱坐標(biāo)表示平衡混合氣體中Z的體積分?jǐn)?shù)。下列敘述正確的是()A上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)BX、Y、Z均為氣態(tài)CX和Y中只有一種為氣態(tài),Z為氣態(tài)D上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的H0答案C解析 根據(jù)圖象,在壓強(qiáng)不變的情況下,例如1 000 kPa時,隨著溫度的升高,Z的體積分?jǐn)?shù)增大,即隨著溫度的升高,平衡向正反應(yīng)方向移動,所以,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),H0,逆反應(yīng)為放熱反應(yīng),HpqB正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),且mnpqD正反應(yīng)是放熱反應(yīng),且mnpq;壓強(qiáng)不變,溫度越高,A的轉(zhuǎn)化率越大,得出:正反應(yīng)吸熱。6反應(yīng)aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)達(dá)到平衡時,M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如下圖所示。其中z
8、表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是()A同溫同壓z時,加入催化劑,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加B同壓同z時,升高溫度,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加C同溫同z時,增加壓強(qiáng),平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加D同溫同壓時,增加z,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加答案B解析由圖象可知M的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而減小,因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。催化劑只能改變反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時間,而對化學(xué)平衡移動無影響。升高溫度平衡正向移動,因此Q的體積分?jǐn)?shù)增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強(qiáng),化學(xué)平衡逆向移動,Q的體積分?jǐn)?shù)減小。同溫同壓時增加z,平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)不一定減小,因為N的物質(zhì)的量增加不定,因此A、C、D選項錯誤,只有B
9、正確。7.在密閉容器中投入一定量的A和B發(fā)生反應(yīng):mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)。(1)若開始時加入A物質(zhì)m mol,欲使A與B的轉(zhuǎn)化率相等,則加入B物質(zhì)_mol。(2)相同的壓強(qiáng)下,充入一定量的A、B后,在不同溫度下C的百分含量與時間的關(guān)系如圖1所示。則T1(填“”、“”或“”)_T2,該反應(yīng)正反應(yīng)方向的H(填“”、“”或“”)_0。(3)一定條件下,從正反應(yīng)開始至達(dá)到化學(xué)平衡的過程中,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨時間的變化如圖2所示,測得達(dá)到平衡時A、B、C、D的物質(zhì)的量均為1 mol。若在恒溫恒容的條件下,向該平衡體系中再通入A、B、C、D各1 mol,則體系中氣體的平均相對分子質(zhì)量(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)_。若恒溫恒壓的條件下,向原平衡體系中再通入A、B、C、D各1 mol,則體系中氣體的密度(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)_。答案(1)n(2)(3)增大不變解析(1)反應(yīng)過程中體系中各物質(zhì)的變化量與方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)成正比。若使A、B的轉(zhuǎn)化率相同,則需要按化學(xué)方程式中A、B的計量數(shù)之比投料,故當(dāng)加入m mol A時,應(yīng)加入n mol B。(2)根據(jù)“先拐先平”,T1T2,T1時C%大于T2時C%,即升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),H0。(3)由圖2可知,隨
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