2018-2019版高中化學 第2章 化學反應的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學反應的速率 第3課時學案 魯科版選修4.doc
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第3課時化學反應速率和化學平衡圖像學習目標定位認識化學反應速率、化學平衡典型圖像,學會化學平衡圖像題的分析解答方法。一、化學反應速率圖像(vt圖像)1.“漸變”類vt圖濃度對化學反應速率的影響(1)圖像中,v正突變,而v逆漸變,t1時刻圖像中有一條線是連續(xù)的,且v正v逆,說明t1時刻改變的條件是增大了反應物的濃度,使v正突變,平衡正向移動。(2)圖像中,v正漸變,v逆突變,t1時刻圖像中有一條線是連續(xù)的,且v正v逆,說明t1時刻改變的條件是減小了生成物的濃度,使v逆突變,平衡正向移動。2.“斷點”類vt圖溫度(或壓強)對化學反應速率的影響(1)圖像中,v正、v逆都是突然增大的,t1時刻,圖像中出現(xiàn)了“斷點”,且v正v逆,平衡正向移動。改變的條件是升高溫度或增大壓強。(2)圖像中,v正、v逆都是突然變小的,t1時刻,圖像中出現(xiàn)了“斷點”,且v正v逆,平衡正向移動,說明該反應改變的條件是降低溫度(或減小壓強)。3.“平臺”類vt圖催化劑(或壓強)對化學反應速率的影響圖像中v正、v逆都是突然增大,且增大的程度相同,t1時刻,圖像中出現(xiàn)了“平臺”,化學平衡不移動,改變的條件可能是使用了催化劑或?qū)Ψ磻昂髿怏w總體積不發(fā)生變化的反應增大了壓強。vt圖像中,若v正和v逆中有一個在原平衡點連續(xù)漸變,則一定為改變反應物或生成物之一濃度引起的速率變化;若v正和v逆都在原平衡點向平衡線同側(cè)突變,則一定為改變溫度或壓強引起反應速率的變化。例1某密閉容器中發(fā)生如下反應:X(g)Y(g)2Z(g)H0。下圖表示該反應的速率(v)隨時間(t)變化的關(guān)系,t2、t3、t5時刻外界條件有所改變,但都沒有改變各物質(zhì)的初始加入量。下列說法中正確的是()A.t2時一定加入了催化劑B.t3時減小了壓強C.t5時可能升高了溫度D.t4t5時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率最低答案C解析A項,由圖可知,t2時刻改變條件,正逆反應速率增大且相等,若增大壓強平衡也不發(fā)生移動,則t2時不一定加入了催化劑,錯誤;B項,t3時刻改變條件,正逆反應速率均減小,且正反應速率大于逆反應速率,若減小壓強,平衡不發(fā)生移動,與圖像不符,錯誤;C項,t5時刻改變條件,正逆反應速率增大,且逆反應速率大于正反應速率,若升高溫度,平衡逆向移動,與圖像符合,正確;D項,催化劑對平衡移動無影響,t3t4時間內(nèi)平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率減小,t5t6時間內(nèi)平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率繼續(xù)減小,顯然t5t6時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率比t4t5時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率低,錯誤??键c化學反應速率與化學平衡圖像題點速率時間(vt)圖像方法總結(jié)(1)看清化學方程式(H符號及氣體系數(shù)變化)。(2)分析圖像含義(v正、v逆的漸變或突變和v正、v逆的相對大小)。(3)聯(lián)想外界條件對反應速率的影響規(guī)律。例2可逆反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HT1,溫度升高,C%(C的含量)減小,化學平衡逆向移動,正反應是放熱反應。(2)圖2中,壓強p1、p2的大小關(guān)系是p1p2,壓強增大,A%(A的含量)減小,化學平衡正向移動,abc。2.百分含量(或轉(zhuǎn)化率)壓強溫度圖像在化學平衡圖像中,包括縱坐標、橫坐標和曲線,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(guān)系;或者確定縱坐標所表示的量,討論橫坐標與曲線的關(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aA(g)bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1T2),壓強(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:(1)T1為一條等溫線,隨著壓強的增大,C%減小,化學平衡逆向移動,abc。(2)在壓強一定時(如p3),溫度升高,C%增大,化學平衡正向移動,正反應是吸熱反應?;瘜W平衡圖像題的解題流程例3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(guān)于該反應的示意圖不正確的是()答案D解析升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡時NO的含量小,且達到平衡時需要的時間短,故A項正確,D項錯誤;B項增大壓強,平衡向逆反應方向移動,平衡時NO的含量小,且達到平衡時需要的時間短,故正確;C項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,故正確??键c化學反應速率與化學平衡圖像題點“先拐先平”分析化學圖像方法規(guī)律先拐先平可逆反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),在含量或轉(zhuǎn)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。例4對于反應:2A(g)B(g)2C(g)H0,下列圖像正確的是()A. B.C. D.答案D解析該反應的特點是氣體物質(zhì)分子數(shù)目減小的放熱反應,增大壓強,平衡向正反應方向移動,A的轉(zhuǎn)化率增大,B的含量減小,C的物質(zhì)的量分數(shù)增大;升高溫度,平衡向逆反應方向移動,A的轉(zhuǎn)化率減小,B的物質(zhì)的量分數(shù)增大,C的物質(zhì)的量分數(shù)減小,達到平衡的時間短,故正確。考點化學反應速率與化學平衡圖像題點“定一議二”分析化學平衡圖像方法規(guī)律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(guān)系。1.一密閉容器中發(fā)生反應:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Hv正,說明平衡左移,SO3的百分含量減小,t2t3、t3t4、t5t6平衡不移動,SO3的百分含量不變,所以SO3的百分含量較高的一段時間應該是t0t1。考點化學反應速率和化學平衡圖像題點速率時間(vt)圖像2.反應L(s)aG(g)bR(g)達到平衡時,溫度和壓強對該反應的影響如圖所示,圖中,壓強p1p2,x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣體中G的體積分數(shù)。據(jù)此可判斷()A.上述反應正方向是吸熱反應B.上述反應正方向是放熱反應C.abD.a1b答案A解析由圖像知,相同壓強下,溫度越高,G的體積分數(shù)越小,即升高溫度,平衡正向移動,正反應為吸熱反應;相同溫度時,壓強越大,G的體積分數(shù)越大,即增大壓強,平衡逆向移動,因L為固體,所以an,Q0 B.mnp,Q0C.mn,Q0 D.mnp,Qv正,即平衡逆向移動,正反應為放熱反應,Hv逆,平衡正向移動,則正反應為氣體系數(shù)減小的反應,即mn??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點速率壓強(或溫度)圖像5.如圖所示曲線表示其他條件一定時,反應2NO(g)O2(g)2NO2(g)Hv逆的點是()A.a點 B.b點 C.c點 D.d點答案C解析線上的點為平衡點,所以a、b點是平衡點,c點對應的平衡點在c點上方,說明NO的轉(zhuǎn)化率變大才能達到平衡,反應應正向進行,正反應速率大于逆反應速率,正確;d點反應應逆向進行,正反應速率小于逆反應速率??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點轉(zhuǎn)化率溫度圖像6.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):根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“”“”或“(或(或p1;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,HT2,由T1T2,降低溫度,n(C)增大,說明平衡向右移動,HT1,即升溫平衡右移,H0;若T2T1,即降溫平衡右移,HT1,則升溫平衡右移,H0;若T1T2,則升溫平衡左移,H0??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點化學平衡圖像的綜合對點訓練題組1速率時間圖像1.可逆反應2X(g)Y(s)2Z(g)在t1時刻達到平衡狀態(tài)。當增大平衡體系壓強(減小容器體積)時,下列有關(guān)正、逆反應速率(v)隨時間變化的圖像正確的是()答案C解析此可逆反應是等體積反應,達到平衡狀態(tài)后,增大平衡體系的壓強,正、逆反應速率仍相等,但由于壓強增大,所以反應速率都增大。考點化學反應速率和化學平衡圖像題點速率時間(vt圖像)2.如圖為某化學反應的反應速率與時間的關(guān)系示意圖。在t1時刻升高溫度或增大壓強,反應速率的變化都符合示意圖中表示的反應是()A.2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0B.4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0D.2A(g)B(g)2C(g)H0答案B解析由圖像知增大壓強或升高溫度后,v正、v逆都增大,由于v逆增大的多,平衡逆向移動。A項,該反應的正反應為氣體體積減小的放熱反應,增大壓強,平衡正向移動,升高溫度,平衡逆向移動,錯誤;B項,該反應的正反應為氣體體積增大的放熱反應,增大壓強,化學平衡逆向移動,升高溫度,化學平衡逆向移動,正確;C項,該反應是反應前后氣體體積相等的可逆反應,增大壓強,平衡不移動,升高溫度,平衡正向移動,錯誤;D項,該反應的正反應為氣體體積減小的吸熱反應,增大壓強,平衡正向移動,升高溫度,平衡正向移動,錯誤。考點化學反應速率和化學平衡圖像題點速率時間(vt)圖像3.合成氨反應:N2(g) 3H2(g)2NH3(g)H 92.4 kJmol1,在反應過程中,正反應速率的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.t1時增大了壓強B.t2時充入了稀有氣體C.t3時升高了溫度D.t4時降低了溫度答案A解析A項,t1時正反應速率增大,且大于逆反應速率,應為增大壓強,正確;B項,t2時正、逆反應速率同等程度增大,使用了催化劑,錯誤;C項,t3時正反應速率減小,且逆反應速率大于正反應速率,為減小壓強,錯誤;D項,t4時反應速率瞬間不變,然后減小,應為減小生成物濃度,錯誤??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點速率時間(vt)圖像4.可逆反應aX2Y(g)2Z(g)在一定條件下達到平衡后,t1和t2時各改變某一種外界條件,化學反應速率(v)時間(t)圖像如圖。則下列說法中正確的是()A.若X是固體,則t1時一定是增大了容器的壓強B.若X是氣體,則t2時不可能是減小容器壓強C.若X是固體,則t1時可能是增大了X的質(zhì)量D.若t2時采用了降溫措施,則該反應的正反應方向H0答案B解析A項,若X為固體,增大壓強,平衡不移動,若使用催化劑,平衡也不移動,錯誤;B項,若X為氣體,t2時正、逆反應速率都減小,不可能是減小容器壓強,因為減小壓強,平衡逆向移動,而圖像中是正向移動,正確;C項,若X為固體,t1時若增大了X的質(zhì)量,平衡不移動,反應速率不變,錯誤;D項,t2時若采用降溫,正、逆反應速率都減小,平衡正向移動,說明正反應為放熱反應,H小于0,錯誤。考點化學反應速率和化學平衡圖像題點速率時間(vt)圖像題組2“先拐先平”分析化學平衡圖像5.對于可逆反應mA(g)nB(g)pC(s)qD(g)反應過程中,其他條件不變時,產(chǎn)物D的質(zhì)量分數(shù)D%與溫度T或壓強p的關(guān)系如圖所示,請判斷下列說法正確的是()A.降溫,化學平衡向正反應方向移動B.使用催化劑可使D%有所增加C.化學方程式中氣體的化學計量數(shù)mnqD.C的顆粒越小,正反應速率越快,有利于平衡向正反應方向移動答案A解析由“先拐先平,數(shù)值大”可知,T2T1、p2p1;升高溫度,D%減小,平衡逆向移動,正反應放熱,A項正確;催化劑不能使平衡發(fā)生移動,B項錯誤;增大壓強,D%減小,平衡逆向移動,mnT2,p1pqB.正反應是吸熱反應;mnpqC.正反應是放熱反應;mnpq答案D解析圖像中有三個量,應定一個量來分別討論另外兩個量之間的關(guān)系。定壓強,討論T與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:同一壓強下,溫度越高,A的轉(zhuǎn)化率越高,說明正反應是吸熱反應;定溫度,討論壓強與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系:同一溫度下,壓強越大,A的轉(zhuǎn)化率越高,說明正反應是體積縮小的反應,即mnpq。考點化學反應速率和化學平衡圖像題點“定一議二”分析化學平衡圖像8.對于反應A(s)2B(g)3C(g)H0,C%跟外界條件X、Y的關(guān)系如圖所示,下列結(jié)論正確的是()A.X表示溫度,Y表示壓強,且Y1Y2Y3B.Y表示壓強,X表示溫度,且Y3Y2Y1C.X表示壓強,Y表示溫度,且Y1Y2Y3D.Y表示溫度,X表示壓強,且Y3Y2Y1答案D解析根據(jù)曲線走向,隨溫度的升高C%降低,說明隨溫度升高,平衡向逆反應方向移動,逆反應為吸熱反應,A、B項錯誤;根據(jù)曲線走向,隨壓強增大,C%降低,說明平衡向逆反應方向移動,然后作等壓線,隨溫度的升高,平衡應向正反應方向移動,C%應增大,C項錯誤,D項正確??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點“定一議二”分析化學平衡圖像題組4化學平衡圖像的綜合 9.可逆反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)H,同時符合下列兩圖中各曲線的是()A.abcdT1T2H0B.abcdT1T2H0C.abT2H0D.abcdT1T2HT1,T2T1時,生成物濃度增大,說明溫度降低平衡向正反應方向移動,則正反應為放熱反應,Hv逆,說明平衡向正反應方向移動,則該反應的正反應為氣體分子數(shù)減小的反應,abcd,B對。考點化學反應速率和化學平衡圖像題點化學平衡圖像的綜合 10.下列圖示與對應的敘述相符的是()A.圖:反應H2I22HI達平衡后,升高溫度時反應速率隨時間的變化B.圖:反應2SO2O22SO3達平衡后,縮小容器體積時各成分的物質(zhì)的量隨時間的變化C.圖:反應N23H22NH3在恒溫情況下,反應速率與壓強的關(guān)系D.圖:反應CO(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H0,水蒸氣含量隨時間的變化答案B解析A項,升高溫度,平衡發(fā)生移動,正、逆速率變化不相等,圖像與實際不相符;B項,縮小容器體積,壓強增大,平衡向正反應方向移動,SO3的物質(zhì)的量增大,SO2與O2的物質(zhì)的量減小,圖像與實際相符合;C項,增大壓強,正、逆反應速率都增大,平衡向正反應方向移動,正反應速率增大更多,圖像中逆反應速率增大更多,圖像與實際不相符;D項,由圖可知,溫度T2先到達平衡,則溫度T2T1,升高溫度,平衡向正反應方向移動,水蒸氣的含量增大,圖像中溫度越高,水蒸氣的含量越低,圖像與實際不相符??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點化學平衡圖像的綜合 綜合強化11.在密閉容器中,反應2X(g)Y2(g)2XY(g)H0達到甲平衡。在僅改變某一條件后,達到乙平衡,下列分析正確的是()A.圖中,甲、乙的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1K2B.圖中,平衡狀態(tài)甲與乙相比,平衡狀態(tài)甲的反應物轉(zhuǎn)化率低C.圖中,t時刻增大了壓強D.圖表示反應分別在甲、乙條件下達到平衡,說明乙溫度高于甲答案D解析若升高溫度,則平衡向逆反應方向移動,平衡常數(shù)減小,故圖中t時刻改變的條件不可能是升高溫度,可能是增大壓強,由于溫度不變,平衡常數(shù)不變,故A項錯誤;圖表示加入催化劑,正、逆反應速率同等程度增大,平衡不移動,故反應物的轉(zhuǎn)化率不變,B項錯誤;增大壓強,平衡向正反應移動,圖中反應速率增大,平衡不發(fā)生移動,故改變的條件肯定不是增大壓強,故C項錯誤;乙先達到平衡,說明乙的反應速率快,故乙溫度高于甲,D項正確??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點化學平衡圖像的綜合 12.對于可逆反應N2(g)3H2(g)2NH3(g)Hp2,增大壓強平衡正向移動,NH3的體積分數(shù)增加,錯誤;B項,H”或“”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(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。答案(1)(4)增大解析(1)根據(jù)圖像可知W點消耗的X的物質(zhì)的量比M點消耗的X的物質(zhì)的量大,因此反應進行到W點放熱多些。(2)0t1時間內(nèi)X的濃度減小了(ab) molL1,則Y濃度增加0.5(ab) molL1,因此v(Y) molL1min1。(3)根據(jù)先拐先平知T1T2,M點的反應速率大于W點的反應速率,N點沒有達到平衡,此時反應正向進行程度大,即N點的正反應速率大于逆反應速率,W點的正反應速率大于N點的逆反應速率,因此M點的正反應速率大于N點的逆反應速率。(4)M點時,再加入一定量的X,則相當于增大壓強,平衡正向移動,X的轉(zhuǎn)化率增大??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點“先拐先平”分析化學平衡圖像 14.某溫度時,在一個容積為 2 L 的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),試填寫下列空白: (1)該反應的化學方程式為_。(2)反應開始至2 min,氣體Z的平均反應速率為_。(3)若X、Y、Z均為氣體,反應達到平衡時:壓強是開始時的_倍;若此時將容器的體積縮小為原來的倍,達到平衡時,容器內(nèi)溫度將升高(容器不與外界進行熱交換),則該反應的正反應為_(填“放熱”或“吸熱”)反應。(4)若上述反應在2 min后的t1t6內(nèi)反應速率與反應時間的關(guān)系圖像如下,在每一時刻均改變一個影響反應速率的因素,則_(填字母)。A.在t1時增大了壓強 B.在t3時加入了催化劑C.在t4時降低了溫度 D.t2t3時X的轉(zhuǎn)化率最高答案(1)3XY2Z(2)0.05 molL1min1 (3)0.9放熱(4)B解析(1)由圖像知平衡時,n(X)n(Y)n(Z)0.3 mol0.1 mol0.2 mol312,又由于該反應不能進行徹底,所以化學方程式為3XY2Z。(2)v(Z)0.05 molL1min1。(3)X、Y、Z均為氣體時,反應前n(總)2.0 mol,平衡時n(總)0.7 mol0.9 mol0.2 mol1.8 mol,所以p(平)p(始)n(平)n(始)1.8 mol2.0 mol0.9。將容器體積縮小,相當于增壓,達平衡時,溫度升高,根據(jù)勒夏特列原理,該反應的正反應為放熱反應。(4)在t1時如果增大壓強,則正、逆反應速率都增大,A錯誤;在t3時應該是加入了催化劑,正、逆反應速率都增大,并且增大的倍數(shù)相同,平衡不移動,B正確;在t4時如果是降低了溫度,則平衡正向移動,正反應速率大于逆反應速率,C錯誤;由圖可以看出,從t1t2,平衡向逆反應方向移動,X的轉(zhuǎn)化率降低,從t2t4,平衡不移動,X的轉(zhuǎn)化率不變,從t4t5,平衡繼續(xù)向逆反應方向移動,X的轉(zhuǎn)化率又降低,因此,t0t1時X的轉(zhuǎn)化率最高,D錯誤??键c化學反應速率和化學平衡圖像題點化學平衡圖像的綜合- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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