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/nt圖像) 在2 L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)2 min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(2 min)時(shí)的正反應(yīng)速率是 。,相等,0.15 molL1min1,2.速率時(shí)間圖像(vt圖像),.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,.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)。 .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： .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,.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)。 .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：,T1為一條等溫線，隨著壓強(qiáng)的增大，C% ，化學(xué)平衡 移動(dòng)，ab c。,減小,逆向,<,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,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??；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0t1時(shí)間內(nèi)，v(Y) molL1min1。 (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)H，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H0 B.mnp C.B、C兩點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)：KBKC D.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mnp；對(duì)吸熱反應(yīng)來說，溫度升高，K增大，KBKC；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)2NH3 1 mol 3 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 1 mol 3 mol 2 mol,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 。,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) 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol,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。,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1 mol H2和2 mol Br2達(dá)到平衡后，生成x mol HBr，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 a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4ac2b平衡時(shí)HBr為x mola、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是abc平衡時(shí)HBr為 x mol A. B. C. D.,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) (HBr) 起始 1 mol 2 mol 0 x x/3 起始 a b c x/3,例4在一個(gè)固定容積的密閉容器中，加入2 mol A和1 mol B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 molL1。 (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 molL1的是 (填字母，下同)。 A.4 mol A2 mol B B.2 mol A1 mol B3 mol C1 mol D C.3 mol A1 mol B D.3 mol C1 mol D E.1 mol A0.5 mol B1.5 mol C0.5 mol D,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 molL1的是 。 (3)將可逆反應(yīng)中A(g)改為A(s)，則C的濃度仍為n molL1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 molL1的是 。,答案,ABC,CDE,ABDE,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)H0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,1,2,3,4,5,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。,1,2,3,4,5,2.已知可逆反應(yīng)：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1。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,1,2,3,4,5,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。,1,2,3,4,5,3.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,1,2,3,4,5,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)： 0.8 mol A1.2 mol B1.2 mol C2.4 mol D 1.4 mol A2.1 mol B0.6 mol C1.2 mol D 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,1,2,3,4,5,解析根據(jù)題意，和為等效平衡，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； 和相當(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n之比就等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，之間各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化為n(A)(1.40.8)mol0.6 mol、n(B)(2.11.2)mol0.9 mol、n(C)(1.20.6)mol0.6 mol、n(D)(2.41.2)mol1.2 mol，n(A)n(B)n(C)n(D)0.6 mol0.9 mol0.6 mol1.2 mol2324，所以x2。,1,2,3,4,5,5.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)：,1,2,3,4,5,根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“”“”或“”)： (1)反應(yīng)：p2 p1，H 0。,答案,1,2,3,4,5,解析,解析對(duì)反應(yīng)而言，增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率(A)增大，所以p2p1；圖(a)表示隨溫度升高，(A)減小，平衡向左移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H0。,(2)反應(yīng)：T1 T2，H 0。,答案,1,2,3,4,5,解析,解析圖(b)表示在兩種不同溫度下，C的物質(zhì)的量逐漸增大至達(dá)到平衡的過程。T1溫度下n(C)增加得快，且先達(dá)到平衡，說明T1T2，由T1T2，降低溫度，n(C)增大，說明平衡向右移動(dòng)，H0。,(3)反應(yīng)：若T2 T1，H 0。,1,2,3,4,5,答案,解析,(或),解析圖(c)表示隨起始時(shí)n(B)的增大，在兩種不同溫度下C的體積分?jǐn)?shù)(C)先增大后減小的變化曲線。T2時(shí)(C)高于T1時(shí)(C)，可能有兩種情況：若T2T1，即升溫平衡右移，H0； 若T2T1，即降溫平衡右移，H0。,(4)反應(yīng)：若T2 T1，H 0。,答案,1,2,3,4,5,解析,(或),解析圖(d)所呈現(xiàn)的信息是隨壓強(qiáng)的增大，A的平衡轉(zhuǎn)化率不變，但T2時(shí)(A)比T1時(shí)(A)大。若T2T1，則升溫平衡右移，H0；若T1T2，則升溫平衡左移，H0。,