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1、1 第第 4 课时课时化学平衡中的数形结合问题化学平衡中的数形结合问题 目标要求1.能根据化学反应的建立和化学平衡的移动原理画出常见的图象。2.会分析常见的关于化学平衡的图象。一、表示平衡建立的图象 1速率时间图 2浓度时间图 以 H2(g)I2(g)2HI(g)为例，按要求画出如下图象：要求：(1)容积为 1 L 不变的密闭容器中加入 H2(g)、I2(g)各 1 mol，平衡时 HI 为 1.2 mol。(2)在 1 L 密闭容器中加入 2 mol HI。二、表示平衡移动的图象 1速率时间图 (1)如图，该平衡向正反应方向移动。此图是增加反应物浓度引起的平衡移动。(2)如图，可能是改变什么
2、条件引起的平衡移动？并判断其对应的化学反应的特点。可能是升高温度引起的平衡移动，如果是升高温度，则该反应的正反应是吸热反应；也可能是增大压强引起的平衡移动，如果是增大压强，则该反应的正反应是气体体积减小的反应。(3)下列哪个反应一定不符合图象_D_。AN2(g)3H2(g)2NH3(g)H0 CC(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0 DH2(g)I2(g)=2HI(g)Hp2，从 p1、p2的关系又看出当压强大时，反应物的转化率 小，故知该反应的正反应是气体总体积增大的反应。2 1可逆反应 mA(g)nB(g)pC(s)HQ kJmol1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下
3、图中的两个图象，以下叙述正确的是()Amn，Q0 Bmnp，Q0 Cmn，Q0 Dmnp，Qpq DB 的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动 答案A 3合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如下图：下列说法正确的是()At1时升高了温度 Bt2时使用了催化剂 Ct3时增大了压强 Dt4时降低了温度 答案B 4.I2在 KI 溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)I 3(aq)高温、高压催化剂3 某 I2、KI 混合溶液中，I 3的物质的量浓度 c(I 3)与温度 T 的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡
4、状态)。下列说法不正确的是()A反应 I2(aq)I(aq)=I 3(aq)的 HK2 C若反应进行到状态 D 时，一定有 v正v逆 D状态 A 与状态 B 相比，状态 A 的 c(I2)大 答案D 解析由图象知：c(I 3)随温度升高而减小，故该可逆反应的正反应为放热反应，HK2，B正确；反应进行到状态 D 时，c(I 3)v逆，C 正确；状态 A状态 B，c(I 3)减小，化学平衡逆向移动，c(I2)增大，即状态 B 的 c(I2)大，D 错误。1取五等份 NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)H0 反应相同时间后，分别测定体系中 NO2
5、的百分含量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是()A B C D 答案D 解析在恒容状态下，在五个相同的容器中同时通入等量的 NO2，反应相同的时间。那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还没有达到平衡状态，仍然在向正反应方向进行。假若，5 个容器在反应相同的时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，所以正确；假若，5 个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的 NO2转化得快，导致 NO2的百分含量少的情况。在中，图中的转折点为平衡状态，转折
6、点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，正确。2汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g)12N2(g)CO2(g)H373.4 kJmol1 在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()4 答案C 解析对于放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，K 值减小，CO 的转化率降低，A、B 错误；温度不变，K 值不变，C 正确；增加 N2的量，平衡向逆反应方向移动，NO的转化率降低，D 错误。3.如图是可逆反应 A2B2C3D 的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断()A正反应是放热反应 BD 可能是气体 C逆反应是放热反应
7、 DA、B、C、D 均为气体 答案A 解析降温后 v正v逆，平衡向正反应方向移动，证明正反应放热，加压后 v正v逆，平衡向正反应方向移动，正反应体积减小，D 不可能是气体。4.上图是温度和压强对 XY2Z 反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中 Z 的体积分数。下列叙述正确的是()A上述可逆反应的正反应为放热反应 BX、Y、Z 均为气态 CX 和 Y 中只有一种为气态，Z 为气态 D上述反应的逆反应的 H0 答案C 解析 根据图象，在压强不变的情况下，例如 1 000 kPa 时，随着温度的升高，Z 的体积分数增大，即随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，所以，正反应为
8、吸热反应，H0，逆反应为放热反应，Hpq B正反应是吸热反应，且 mnpq D正反应是放热反应，且 mnpq；压强不变，温度越高，A 的转化率越大，得出：正反应吸热。6反应 aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)达到平衡时，M 的体积分数 y(M)与反应条件的关系如下图所示。其中 z 表示反应开始时 N 的物质的量与 M 的物质的量之比。下列说法正确的是()A同温同压 z 时，加入催化剂，平衡时 Q 的体积分数增加 B同压同 z 时，升高温度，平衡时 Q 的体积分数增加 C同温同 z 时，增加压强，平衡时 Q 的体积分数增加 D同温同压时，增加 z，平衡时 Q 的体积分数增加 答案B 解析由
9、图象可知 M 的体积分数随着温度升高而减小，因此正反应是吸热反应。催化剂只能改变反应达到平衡所需的时间，而对化学平衡移动无影响。升高温度平衡正向移动，因此 Q 的体积分数增加。比较两图可知同温时增加压强，化学平衡逆向移动，Q 的体积分数减小。同温同压时增加 z，平衡时 Q 的体积分数不一定减小，因为 N 的物质的量增加不定，因此 A、C、D 选项错误，只有 B 正确。7.在密闭容器中投入一定量的 A 和 B 发生反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)。6 (1)若开始时加入 A 物质 m mol，欲使 A 与 B 的转化率相等，则加入 B 物质_mol。(2)相同的压强下，充入一定量的
10、 A、B 后，在不同温度下 C 的百分含量与时间的关系如图 1 所示。则 T1(填“”、“”或“”)_T2，该反应正反应方向的 H(填“”、“”或“”)_0。(3)一定条件下，从正反应开始至达到化学平衡的过程中，混合气体的平均相对分子质量随时间的变化如图 2 所示，测得达到平衡时 A、B、C、D 的物质的量均为 1 mol。若在恒温恒容的条件下，向该平衡体系中再通入 A、B、C、D 各 1 mol，则体系中气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)_。若恒温恒压的条件下，向原平衡体系中再通入 A、B、C、D 各 1 mol，则体系中气体的密度(填“增大”、“减小”、
11、“不变”或“无法确定”)_。答案(1)n(2)(3)增大不变 解析(1)反应过程中体系中各物质的变化量与方程式中各物质的化学计量数成正比。若使 A、B 的转化率相同，则需要按化学方程式中 A、B 的计量数之比投料，故当加入 m mol A 时，应加入 n mol B。(2)根据“先拐先平”，T1T2，T1时 C%大于 T2时 C%，即升高温度，平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，H0。(3)由图 2 可知，随着反应的进行，混合气体平均相对分子质量增大，由于反应体系中各物质均为气体，故 mnpq。在恒温恒容时再加入 A、B、C、D 各 1 mol，同时将体系中各物质的浓度同时增加一 倍，即相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，M增大。在恒温恒压时，再加入 A、B、C、D 各 1 mol，气体体积增加一倍，压强不变，平 衡不移动，不变。