优品高中化学专题2 第三单元化学平衡的移动第2课时化学反应速率和化学平衡图像教学案苏教版选修46Word下载.docx
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C.t5时可能升高了温度
D.t4~t5时间内转化率最低
解析:
选C A项,由图可知,t2时刻改变条件,正逆反应速率增大且相等,若增大压强平衡也不发生移动,则t2时不一定加入了催化剂,A错误;
B项,若减小压强,平衡不发生移动,t3时刻改变条件,正逆反应速率均减小,且正反应速率大于逆反应速率,与图像不符,错误;
C项,t5时刻改变条件,正逆反应速率增大,且逆反应速率大于正反应速率,若升高温度,平衡逆向移动,与图像符合,正确;
D项,催化剂对平衡移动无影响,t3~t4时间内平衡逆向移动,转化率减小,t5~t6时间内平衡逆向移动,转化率继续减小,显然t5~t6时间内转化率比t4~t5时间内转化率低,错误。
2.下图为反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·
mol-1,在某段时间t0~t6中反应速率与反应过程的曲线图,则氨的百分含量最高的一段时间是( )
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4D.t5~t6
选A 可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,该反应为气体体积减小的放热反应,t0~t1,正、逆反应速率相等,平衡不移动;
t1~t2,正、逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,导致氨气的含量降低,故氨气含量较t0~t1时间段大于t2~t3时间段;
t3~t4,正、逆反应速率都同等程度的增大,平衡不移动,氨气的含量不变,氨气含量与t2~t3时间段相同;
t4~t5,正、逆反应速率都降低,但逆反应速率大于正反应速率,导致平衡向逆反应方向移动,氨气的含量降低;
t5~t6时间段内氨气含量较t3~t4低;
所以平衡混合物中氨的百分含量最低的时间段是t5~t6,最高的一段时间是t0~t1,A项正确。
1.百分含量(或转化率)-时间-温度(或压强)图像
(1)图像展示
(2)解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>
T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>
p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>
T1,生成物的百分含量降低,说明正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>
p1,A的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反应,压强增大,平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>
b,故a使用了催化剂;
也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(压缩体积)。
2.百分含量(或转化率)-压强-温度图像
(2)解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。
如图Ⅰ中确定压强为105Pa或107Pa,则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;
再确定温度T不变,作横坐标的垂线,与压强线出现两个交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,压强增大,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总体积减小的反应。
1.对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(s)+qD(g)反应过程中,其他条件不变时,产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示,请判断下列说法正确的是( )
A.降温,化学平衡向正反应方向移动
B.使用催化剂可使D%有所增加
C.化学方程式中气体的化学计量数m+n>q
D.C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
选A 由“先拐先平,数值大”可知,T2>T1、p2>p1;
升高温度,D%减小,平衡逆向移动,正反应放热,A项正确;
催化剂不能使平衡发生移动,B项错误;
增大压强,D%减小,平衡逆向移动,m+n<q,C项错误;
固体颗粒的大小不影响平衡移动,D项错误。
2.对于反应:
2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<
0,下列图像正确的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
选D 该反应的特点是气体物质分子数目减小的放热反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B的含量减小,C的物质的量分数增大;
升高温度,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,B的物质的量分数增大,C的物质的量分数减小,达到平衡的时间短,故①、④正确。
[方法技巧]
化学平衡图像题的解题流程
[三级训练·
节节过关]
1.如图中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+N(s)进行过程中X的转化
率随时间变化的关系,若只改变一个起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.升高温度
B.加大X的投入量
C.使用催化剂
D.缩小体积
选C 升高温度,X的转化率降低,A项不正确;
加大X的投入量,则X的转化率降低,B项不正确;
使用催化剂可以提高反应速率,但平衡不移动,A的转化率不变,C项正确;
缩小体积,平衡向正反应方向移动,X的转化率提高,D项不正确。
2.如图所示曲线表示其他条件一定时,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0。
NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的点是( )
A.a点 B.b点
C.c点D.d点
选C 线上的点为平衡点,所以a、b点是平衡点,c点对应的平衡点在c点上方,说明NO的转化率变大才能达到平衡,反应应向正向进行,正反应速率大于逆反应速率,正确;
d点反应应向逆向进行,正反应速率小于逆反应速率。
3.反应L(s)+aG(g)bR(g)达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示,图中,压强p1>p2,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气体中G的体积分数。
据此可判断( )
A.上述反应正方向是吸热反应
B.上述反应正方向是放热反应
C.a>b
D.a+1<b
选A 由图像知,相同压强下,温度越高,G的体积分数越小,即升高温度,平衡正向移动,正反应为吸热反应;
相同温度时,压强越大,G的体积分数越大,即增大压强,平衡逆向移动,因L为固体,所以a<b。
4.一定条件下,A(g)+B(g)C(g) ΔH<0,达到平衡后根据下列图像判断:
(1)升高温度,达到新平衡的是________(填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”,下同),新平衡中C的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)减小压强,达到新平衡的是________,A的转化率________。
(3)减小C的量,达到新平衡的是____________。
(4)增加A的量,达到新平衡的是________,此时B的转化率________,A的转化率________。
(5)使用催化剂,达到新平衡的是________,C的质量分数________。
(1)升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向吸热反应方向移动,此反应中向逆反应方向移动,图像B符合,因为向逆反应方向移动,消耗C,则C的体积分数减小;
(2)减小压强,正、逆反应速率都降低,平衡向逆反应方向移动,图像C符合,A的转化率减小;
(3)减小C的量,减小生成物的浓度,反应物的浓度不变,平衡向正反应方向移动,图像E符合;
(4)增加A的量,增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,图像A符合,B的转化率增大,A的转化率减小;
(5)催化剂对化学平衡无影响,使化学反应速率升高,图像D符合,C的质量分数不变。
答案:
(1)B 减小
(2)C 减小 (3)E (4)A 增大 减小 (5)D 不变
1.可逆反应:
2AB3(g)A2(g)+3B2(g) ΔH>0,下列图像正确的是( )
选D A项,升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,交叉点后,正反应速率大于逆反应速率,错误;
B项,升高温度,平衡向正反应方向移动,B2%增大,错误;
C项,当温度一定时,增大压强,AB3%降低,平衡应正向移动,而实际上增大压强,平衡逆向移动,错误;
D项,当温度一定时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3%增大,符合题意;
当压强一定时,升高温度,平衡向正反应方向移动,AB3%降低,符合题意,正确。
2.可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH=Q,同时符合下列两图中各曲线的规律的是( )
A.a+b>c+d T1>T2 Q>0
B.a+b<c+d T1>T2 Q>0
C.a+b<c+d T1<T2 Q<0
D.a+b>c+d T1<T2 Q<0
选D 对于左图,先拐先平衡,说明反应速率快,即T2>T1,随温度的升高,生成物的浓度减小,平衡向吸热反应方向移动,即正反应是放热反应,即Q<0;
对于右图,v正和v逆相交后,随压强的增大,平衡向正反应方向移动,a+b>c+d,D选项正确。
3.对于可逆反应:
mA(g)+nB(g)xC(g) ΔH=?
在不同温度及压强(p1、p2)条件下,反应物A的转化率如图所示,下列判断正确的是( )
A.ΔH>0,m+n>x
B.ΔH>0,m+n<x
C.ΔH<0,m+n<x
D.ΔH<0,m+n>x
选D 根据图像
(1),p1先拐说明p1>p2,增大压强A的转化率升高,说明增大压强平衡向正反应方向移动,m+n>x;
根据图像
(2),升高温度,A的转化率降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即此反应的正反应ΔH<0,D正确。
4.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。
在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合示意图的反应是( )
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔΗ<0
B.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔΗ<0
C.H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔΗ>0
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔΗ<0
选B 由图像知增大压强或升高温度后,v正、v逆都增大,由于v逆增大的多,平衡逆向移动。
A项,该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,升高温度,平衡逆向移动,错误;
B项,该反应的正反应为气体体积增大的放热反应,增大压强,化学平衡逆向移动,升高温度,化学平衡逆向移动,正确;
C项,该反应是反应前后气体体积相等的可逆反应,增大压强,平衡不移动,错误;
D项,该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,升高温度,平衡逆向移动,错误。
5.对于mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量(C%)和压强(p)的关系如图,下列叙述正确的是( )
A.达到平衡后,加入催化剂,则C%增大
B.达到平衡后,若升温,平衡逆向移动
C.化学方程式中n<e+f
D.达到平衡后,增加A的量,平衡正向移动
选B A项,加入催化剂平衡不移动,错误;
B项,由图知,升高温度,C的百分含量(C%)减小,平衡向左移动,正确;
C项,由图知,增大压强,C的百分含量(C%)增大,平衡向正向移动,n>e+f,错误;
D项,A为固体,增加固体的量平衡不发生移动,错误。
6.合成氨反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·
mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.t1时增大了压强
B.t2时充入了稀有气体
C.t3时升高了温度
D.t4时降低了温度
选A A项,t1时正反应速率增大,且大于逆反应速率,应为增大压强,正确;
B项,t2时正逆反应速率同等程度增大,为使用了催化剂,错误;
C项,t3时正反应速率减小,且逆反应速率大于正反应速率,为减小压强,错误;
D项,t4时反应速率瞬间不变,然后减小,应为减小生成物浓度,错误。
7.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
选B 若增大氧气的浓度,正反应速率突然变大,逆反应速率逐渐变大,A项不正确;
加入催化剂,正、逆反应速率同等倍数的增大,但平衡不移动,B项正确;
观察图Ⅲ,达到平衡时二氧化硫的转化率不相等,故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的,C项不正确;
增大压强,反应速率加快,达到平衡的时间缩短,二氧化硫的转化率增大,D项不正确。
8.在一定条件下,向某一密闭容器中,加入一定量的HI或加入一定量的PCl5,反应达到平衡后,在t时刻改变条件,其反应速率与时间的变化关系均可用如图表示。
那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是( )
A.对于2HI(g)I2(g)+H2(g)反应,t1时刻保持温度和体积不变,再加入一定量的HI
B.对于2HI(g)I2(g)+H2(g)反应,t1时刻保持温度和压强不变,再加入一定量的HI
C.对于PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应,t1时刻保持温度和体积不变,再加入一定量的PCl5
D.对于PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应,t1时刻保持温度和压强不变,再加入一定量的PCl3
选B 保持温度和体积不变,再加入一定量的HI,t1时刻逆反应速率与平衡速率相同,A错误;
保持温度和压强不变,再加入一定量的HI,t1时刻正反应速率大于平衡速率,逆反应速率小于平衡速率,平衡正向移动,B正确;
保持温度和体积不变,再加入一定量的PCl5,t1时刻逆反应速率与平衡速率相同,C错误;
保持温度和压强不变,再加入一定量的PCl3,平衡逆向移动,D错误。
9.已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中进行,右图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )
A.T1<T2,p1>p2,m+n>p,放热反应
B.T1>T2,p1<p2,m+n>p,吸热反应
C.T1<T2,p1>p2,m+n<p,放热反应
D.T1>T2,p1<p2,m+n<p,吸热反应
选D 分析图像,可以分两个层次考虑(如图将三条曲线分别标为①②③)。
从①②曲线可知,当压强相同(为p2)时,②先达平衡,说明T1>T2;
又因为T2低,φ(B)大,即降低温度,平衡逆向移动,说明逆向放热,正向吸热。
从②③曲线可知,当温度相同(为T1)时,②先达平衡,说明p2>p1;
又因为p2大,φ(B)大,即增大压强,平衡逆向移动,说明逆方向为气体体积减小的方向,m+n<p。
综合以上分析结果:
T1>T2,p1<p2,m+n<p,正反应为吸热反应。
10.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=__________________________________。
(2)降低温度,该反应K值________,二氧化硫转化率________,化学反应速度________。
(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
(3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间段是_______________________________。
(4)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是________(用文字表达)。
10min到15min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a.加了催化剂
b.扩大容器体积
c.降低温度
d.增加SO3的物质的量
(1)根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K=
。
(2)正反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,该反应K值增大,二氧化硫转化率增大,化学反应速度减小。
(3)平衡时各种物质的浓度不再发生变化,反应处于平衡状态的时间段是15~20min和25~30min。
(4)据图判断,反应进行至20min时,O2的浓度瞬间增大,而其余物质的浓度不变,曲线发生变化的原因是增加了O2的量。
10min到15min时曲线的斜率增大,反应速率加快,但没有达到平衡状态,所以曲线变化的原因可能是使用了催化剂。
(1)
(2)增大 增大 减小
(3)15~20min和25~30min
(4)增加了O2的量 a
1.对于可逆反应:
A(g)+2B(g)2C(g)(正反应为吸热反应),下列各图正确的是( )
选D 随压强增大,v(正)、v(逆)都增大,所以,A图不正确;
反应达平衡后,升温,v(逆)<v(正),B图不正确;
温度高,反应速率大,到达平衡所用时间短,先到达平衡,曲线先拐,C图不正确。
2.一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0
B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0
C.CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)+H2O(g) ΔH>0
D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH===CH2(g)+2H2O(g) ΔH<0
选A 观察图像可知,达到平衡用的时间短说明反应速率快,T2>T1、p1>p2。
升高温度水蒸气含量降低,说明平衡逆向移动,反应放热,ΔH<0;
增大压强水蒸气含量增大,说明平衡正向移动,正反应气体分子数减少,综合分析A项中的反应符合要求。
3.可逆反应aX+2Y(g)2Z(g)在一定条件下达到平衡后,t1和t2时各改变某一种外界条件,化学反应速率(v)-时间(t)图像如图。
则下列说法中正确的是( )
A.若X是固体,则t1时一定是增大了容器的压强
B.若X是气体,则t2时不可能是减小容器压强
C.若X是固体,则t1时可能是增大了X的质量
D.若t2时采用了降温措施,则该反应的正反应方向ΔH>0
选B A项,若X为固体,增大压强,平衡不移动,若使用催化剂,平衡也不移动,错误;
B项,若X为气体,t2时正、逆反应速率都减小,不可能是减小容器压强,因为减小压强,平衡逆向移动,而图像中是正向移动,正确;
C项,若X为固体,t1时若增大了X的量,平衡不移动,反应速率不变,错误;
D项,t2时若采用降温,正逆反应速率都减小,平衡正向移动,说明正反应为放热反应,ΔH小于0,错误。
4.可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(s) ΔH=QkJ·
mol-1,反应过程中,当其他条件不变时,某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。
据图分析,以下说法正确的是( )
A.T1<T2,Q>0
B.增大压强,B的转化率减小
C.当反应达平衡时,混合气体的密度不再变化
D.a+b>c+d
选C A项,由左图可知,T2时反应首先达到平衡,故T1<T2,T1→T2,温度升高,C%减小,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,Q<0,错误;
由图乙可知,增大压强,正、逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,即反应向正反应方向移动,故a+b>c,B的转化率增大,B、D项错误;
C项,反应达到平衡时,气体的总质量不再发生变化,在容器体积不变的情况下,气体的密度不再变化,正确。
5.对于反应A(s)+2B(g)3C(g) ΔH>0,C%跟外界条件X、Y的关系如图所示,下列结论正确的是( )
A.X表示温度,Y表示压强,且Y1>Y2>Y3
B.Y表示压强,X表示温度,且Y3>Y2>Y1
C.X表示压强,Y表示温度,且Y1>Y2>Y3
D.Y表示温度,X表示压强,且Y3>Y2>Y1
选D A项,根据曲线走向,随温度的升高C%降低,说明随温度升高,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,错误;
B项,分析和A选项一样,错误;
C项,根据曲线走向,随压强增大,C%降低,说明平衡向逆反应方向移动,平衡向生成B的方向移动,然后作等压线,随温度的升高,平衡应向正反应方向移动,C%应增大,与图像不符,错误;
D项,根据C的分析,正确。
6.下列图示与对应叙述相符合的是( )
A.图Ⅰ:
反应H2+I22HI达平衡后,升高温度时反应速率随时间的变化
B.图Ⅱ:
反应2SO2+O22SO3达平衡后,缩小容器体积时各成分的物质的量随时间的变化
C.图Ⅲ:
反应N2+3H22NH3在恒温情况下,反
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