2.2 课时4 化学平衡图像 课件(共22张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

(共22张PPT)
第二节 化学平衡 课时4
第二章 化学反应速率与化学平衡
1.认识化学平衡典型图像。
2.学会化学平衡图像题的解题方法。
一、常见化学平衡的图像
1.物质的量(或物质的量浓度)—时间图
此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。
解题原则:注意各物质曲线的折点(到达平衡的时刻),各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况。
据图可知:
①横坐标表示反应过程中　　　　　　　,
纵坐标表示反应过程中　　　　　　　　　　。
②该反应的反应物为A、B,生成物为C;在反应达2 min时,反应达到平衡状态,此时正反应速率　　
　　 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
③该反应方程式： 。
时间的变化　
物质的量的变化　
等于
3A+B 2C　
2.速率-时间图像(v-t图像)
解题原则:分清正反应、逆反应及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
据图可知：
①如图A,该平衡向　　　　方向移动;
表示是　　　　　　　　引起的平衡移动。
②如图B,该平衡向　 　　　方向移动;若是改变温度引起的平衡移动,则改变温度的方式是　　 　　 ,且该反应的正反应是　 　　　;若是改变压强引起的平衡移动,则改变压强的方式是　 　　　　 ,且该反应的正反应是　 　　　　　　　反应。
正反应
增加反应物浓度　
正反应
升高温度　
吸热反应
增大压强　
气体体积减小的　
3.百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中,先出现拐点的反应即为先达到平衡,速率快,温度较高、压强较大(如图Ⅰ、图Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度,纵坐标大小与平衡状态相对应,将温度高低、压强大小与平衡状态相联系,即可得到反应热或气体分子数信息。
如图Ⅰ中T2>T1,温度升高平衡逆向移动,正反应是放热反应。
图Ⅱ中p2>p1,压强增大平衡逆向移动,正反应方向气体体积增大。
图Ⅲ中平衡不移动,但反应速率a>b,可能是a使用了催化剂;也可能是反应前后气体总体积不变的可逆反应中,a增大了压强。
据图可知：
恒温恒容的密闭容器中进行反应aA(g)+bB(g)cC(g),得到如图所示关系。
Ⅰ.据A图可知
①因“先拐先平”,T2时反应达到平衡所用时
间短,则T2时反应速率大,故T1与T2表示的温度
大小关系为T2　　　T1。
②T1→T2时改变温度的方式是　 　　　,生成物
百分含量C%变小,说明　　　 　平衡向　　 　　　移动,故知该反应的正反应是　　　　反应。
>
升高温度　
升高温度　
逆反应方向　
放热
Ⅱ.据B图可知
①因“先拐先平”,p1时反应达到平衡所用时间短,则p1时反应速率大,故p1与p2表示的压强大小关系为p1　　　p2。
②p1→p2时压强改变方式是　　　 　,
反应物转化率α变大,说明　　　　　平衡
向　　　　　　移动,故知该反应中
a+b　　　c。
>
减小压强　
减小压强　
正反应方向　
<
4.百分含量(或转化率)—压强—温度图像（等温线、等压线)
解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中,讨论三个量之间的关系,先确定其中一个量(看曲线趋势或做辅助线),再讨论另两个的关系,从而得到反应热或气体分子数信息。
如分析图Ⅰ中等压线,温度升高C%减小,即平衡逆向移动,说明正反应放热;分析等温线(做垂线),压强增大C%增大,即平衡正向移动,说明正反应方向气体总体积减小。
分析图Ⅱ中等温线,压强增大C%减小,即平衡逆向移动,说明正方向气体总体积增大;分析等压线(做垂线),温度升高C%减小,即平衡逆向移动,说明正反应方向放热。
据图可知：
反应aA(g)+bB(g)cC(g)在不同温度下(T1Ⅰ.T1为一条　　　　线,随着压强的增大,
C%　 　　,化学平衡　　　　移动,
则a+b　　　c。
Ⅱ.在压强一定时(如p3),温度升高,C%　　　　,
化学平衡　　　　移动,正反应是　　　　反应。
等温
减小
逆向
<
增大
正向
吸热
二、化学平衡图像解题流程
分析已达平衡的可逆反应的特点
1.反应物和生成物的状态
2.反应前后气体分子数是增加还是减小
3.反应是吸热反应还是放热反应
看图像
想规律
做判断
一看面(纵、横坐标的意义)
二看线(线的走向和变化趋势)
三看点(起点、拐点、终点)
四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
联想平衡移动原理,分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响
利用原理,结合图像,分析图像中所代表反应速率变化或化学平衡的线,作出判断
1.已知NO2与N2O4可相互转化:2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-57.2 kJ·mol-1,将一定量NO2和N2O4的混合气体充入2 L的恒温密 闭容器中,各组分物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。下列叙述合理的是（ ）
A.前10 min,反应从外界吸收22.88 kJ的热量
B.反应进行到10 min时,NO2的转化率为33.33%
C.a点正反应速率等于逆反应速率
D.25 min时,改变的条件是增大压强
A
练一练
解析：根据图知,前10 min内反应物浓度减少量=(0.6-0.4) mol·L-1=0.2 mol·L-1,生成物浓度增加量=(0.6-0.2) mol·L-1=0.4 mol·L-1,浓度变化量之比等于其计量数之比,所以反应物是N2O4、生成物是NO2,前10 min内消耗的n(N2O4)=(0.6-0.4)mol·L-1×2 L=0.4 mol,消耗1 mol N2O4吸收57.2 kJ热量,据此计算消耗0.4 mol N2O4吸收的热量= ×0.4 mol=22.88 kJ,故A正确;该反应中反应物是N2O4、生成物是NO2,故B错误;a点反应物和生成物浓度相等,但是该点平衡正向移动,所以正反应速率大于逆反应速率,故C错误;25 min时改变条件瞬间,生成物浓度增大、反应物浓度不变,则改变的条件是增大生成物浓度,故D错误。
2.可逆反应mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g),在反应过程中,当其他条件不变时,D的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图所示,判断下列叙述中不正确的是（ ）
解析：由左图知,温度为T2时先到达平衡,故T2>T1,升高温度,D%减小,则平衡向逆反应移动,故A正确;使用催化剂,缩短到达平衡时间,平衡不移动,D%不变,故B正确;由右图可知,压强为p2时先到达平衡,故p2>p1,增大压强,D%减小,则平衡逆向移动,增大压强平衡向体积减小的方向移动,反应中B为固体,故mA.达到平衡后,升高温度,平衡向逆反应方向移动
B.达到平衡后,若使用催化剂,D的物质的量分数不变
C.化学方程式中一定有m＜p+q
D.平衡后增大B的量,有利于平衡向正反应方向移动
D
A.A、C两点的正反应速率的关系A>C
B.A、B、C、D、E各状态,v(正)C.维持p1不变,E→A所需时间为x,维持p2不变,D→C所需时间为y,则xD.使E状态从水平方向到达C状态,从理论上来讲,可选用的条件是从p1突然加压至p2
3.对于反应N2O4(g) 2NO2(g)在温度一定时,平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应压强下的平衡点)。下列说法正确的是（ ）
D
解析：增大压强,反应速率增大,C点压强大于A点压强,C点反应体系的浓度大于A点反应体系的浓度,所以v(A)v(逆),D点NO2的物质的量多于平衡状态时的物质的量,反应向逆反应方向移动,此时v(正)y,故C错误;从p1突然加压至p2,瞬间平衡没有移动,NO2的体积分数不变,故D正确。
4.反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)　ΔH,学习小组针对反应特点与对应的图像展开了讨论,其中不正确的是(　　)
A.图①中,若p1>p2,则a+b>c+d
B.图②中,若T2>T1,则ΔH<0且a+b=c+d
C.图③中,t1时刻改变的条件一定是
使用了催化剂
D.图④中,若ΔH<0,则纵坐标不可能表示
反应物的转化率
C
解析： 图①中,若p1>p2,加压平衡右移,
则a+b>c+d,A项正确;
图②中,若T2>T1,升温平衡左移,加压平
衡不移动,则ΔH<0且a+b=c+d,B项正确;
若a+b=c+d,图③中,t1时刻改变的条件
还可能是加压,C项错误;
图④中,T2时反应速率较小,所以T25.下列各图中,表示2A(g)+B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为（ ）
A
解析： 随着温度的升高,化学平衡应向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,所以C的体积分数减小,A的转化率减小,A正确,D错误;
增大体系的压强,由于反应的两边都是气态物质,所以正反应和逆反应的速率都增大,B错误;
而加入催化剂,只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,不能使平衡移动,所以达到平衡后,各组分的浓度及体积分数不变,C错误。
6．对于H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，ΔH＜0，根据下图，下列说法错误的是（ ）
A．t2时可能使用了催化剂
B．t3时可能采取减小反应体系压强的措施
C．t5时采取升温的措施
D．反应在t6时刻，HI体积分数最大
解析：改变压强、使用催化剂，平衡均不移动，t2时可能增大压强或使用催化剂，A正确；t3时正、逆反应速率同等程度减小，可能为减小压强，B正确；t5时正、逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件为升高温度，C正确；平衡逆向移动，HI的体积分数减小，t1时HI的体积分数最大，D错误。
D
常见化学平衡的图像
物质的量(或物质的量浓度)—时间图
速率-时间图像(v-t图像)
百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
百分含量(或转化率)—压强—温度图像
化学平衡图像解题流程
平衡图像