新人教高中化学选修4图象在化学平衡中的应用与等效平衡复习ppt.ppt

图象在化学平衡中的应用图象在化学平衡中的应用2021/8/8 星期日1可逆反应：可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一定条件下建立平衡时，在一定条件下建立平衡时，V V正正=V=V逆逆、c(A)c(A)、c(B)c(B)、c(C)c(C)、c(D)c(D)保持不变。保持不变。当外界条件改变时：当外界条件改变时：V V正正、V V逆逆会发生变化，变化后，会发生变化，变化后，若若V V正正=V=V逆逆时时 ，平衡不移动；，平衡不移动；若若V V正正V V逆逆时，平衡向右移动；时，平衡向右移动；若当若当V V正正V V逆逆时，平衡向左移动。时，平衡向左移动。通过比较新的通过比较新的V V正正、V V逆逆的相对大小，便的相对大小，便可确定化学平衡移动的方向。可确定化学平衡移动的方向。2021/8/8 星期日2在化学平衡建立及移动的过程中在化学平衡建立及移动的过程中 有关量会随时间及条件的变有关量会随时间及条件的变化而发生相应的变化，可以用图化而发生相应的变化，可以用图象将其表示出来。象将其表示出来。2021/8/8 星期日3一、一、n t n t 图图（物质的量随时间变化的图象）（物质的量随时间变化的图象）2021/8/8 星期日4 可可逆逆反反应应H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)2HI(g)2HI(g)在在一一定定的的条条件件下下反反应应混混合合物物中中各各组组分分的的浓浓度度(molL(molL-1-1)与与时时间间t(min)t(min)的的变变化化曲曲线线如如图图所所示示，根根据据图图示示，回答回答 (1)(1)时时间间t t1 1的的意意义义是是 .(2)(2)在在时时间间0 0至至t t1 1的的间间隔隔里里，v v（I I2 2）=.(3)此平衡状态下，此平衡状态下，H2的的转化率为转化率为 .(1)达到平衡所用的时间 (2)(0.2/t1 molL-1min-1)(3)50%例例12021/8/8 星期日5练习1 一定温度下，容器内某一化学反应中一定温度下，容器内某一化学反应中M、N的的物物质质的的量量随随反反应应时时间间的的变变化化的的曲曲线线如如下下图图，则则此此反反应应的的化化学学方方程程式式为为 ；此此反反应应达达到到平平衡时反应物的转化率为衡时反应物的转化率为 。75752N2N M M 6 6 ：3 3 2 2 ：1 12021/8/8 星期日6二、二、v v t t 图图 例例2 2 DV正V逆VtAV正V逆VtBV逆V正VtCV正V逆Vt例例2：A.A.增加反应浓度，平衡移动的增加反应浓度，平衡移动的V-tV-t曲线。曲线。B.B.增加生成物浓度，平衡移动的增加生成物浓度，平衡移动的V-tV-t曲线。曲线。C.C.减小反应物浓度，平衡移动的减小反应物浓度，平衡移动的V-tV-t曲线。曲线。D.D.减小生成物浓度，平衡移动的减小生成物浓度，平衡移动的V-tV-t曲线。曲线。（正、逆反应速率随时间变化的图象，其中还有改变条件的变化）（正、逆反应速率随时间变化的图象，其中还有改变条件的变化）2021/8/8 星期日7说明 上述图象的特点是有一速上述图象的特点是有一速率改变，随后正逆反应速率再率改变，随后正逆反应速率再发生变化，直至两者相等建立发生变化，直至两者相等建立新的平衡。是改变某一物质浓新的平衡。是改变某一物质浓度而引起化学平衡移动的特征。度而引起化学平衡移动的特征。2021/8/8 星期日8二、二、v v t t 图图 练习练习2 2练习练习2在密闭容器在密闭容器,一定条件下进行反应一定条件下进行反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若若增增大大压压强强或或升升高高温温度度,重重新新达达到到平平衡衡,变变化化过过程均如图所示程均如图所示,则对该反应叙述正确的是（则对该反应叙述正确的是（）A正反应是吸热反应正反应是吸热反应 B逆反应是吸热反应逆反应是吸热反应 Cm+np+qDm+np+qBD 2021/8/8 星期日9例例3：下列图线分别有哪些含义？：下列图线分别有哪些含义？tV正正V逆逆AV逆逆V正正BV正正V逆逆CV逆逆V正正DtVVVVttA.A.升温时，正、逆反应速率均增大，但吸热反应方升温时，正、逆反应速率均增大，但吸热反应方向的速率增得更多，正反应为吸热反应；向的速率增得更多，正反应为吸热反应；或气体反应时增压，正逆反应速率均增大，但气体或气体反应时增压，正逆反应速率均增大，但气体体积大的增大得更多，正反应为气体缩小的反应。体积大的增大得更多，正反应为气体缩小的反应。C C与与A A 正、逆相反。正、逆相反。2021/8/8 星期日10例例3：下列图线分别有哪些含义？：下列图线分别有哪些含义？tV正正V逆逆AV逆逆V正正BV正正V逆逆CV逆逆V正正DtVVVVttB.B.降温，正、逆反应速率均降低，但吸热反应方向降温，正、逆反应速率均降低，但吸热反应方向的速率降得更多，正反应为放热反应。的速率降得更多，正反应为放热反应。或气体反应时减压，正逆反应速率均减小，但体积或气体反应时减压，正逆反应速率均减小，但体积大的减小得更多，正反应为气体体积增大的反应。大的减小得更多，正反应为气体体积增大的反应。D D与与B B 正、逆相反正、逆相反。2021/8/8 星期日11例例3：下列图线分别有哪些含义？：下列图线分别有哪些含义？tV正正V逆逆AV逆逆V正正BV正正V逆逆CV逆逆V正正DtVVVVtt说明：说明：上述图线的特点是正、逆反应速率同时发生上述图线的特点是正、逆反应速率同时发生改变，属于温度、压强对化学平衡的影响特征。改变，属于温度、压强对化学平衡的影响特征。2021/8/8 星期日12例例4：请画出压强、催化剂对化学平：请画出压强、催化剂对化学平衡影响的衡影响的V-t曲线。曲线。CDBAVV小小V大大tV大大V正正=V逆逆V小小VVtttVV正正=V逆逆答案：答案：压强对化学平衡的影响的压强对化学平衡的影响的V-t曲线为：曲线为：A、B为反为反应前后气体体积不等时的增压、减压的情况；应前后气体体积不等时的增压、减压的情况；C、D为反为反应前后气体体积不变的反应，压强增加、减小时的情况。应前后气体体积不变的反应，压强增加、减小时的情况。催化剂对化学平衡不产生影响，但速率会发生变化，催化剂对化学平衡不产生影响，但速率会发生变化，图象与图象与C、D相同，一般选用正催化剂，相同，一般选用正催化剂，C图。图。2021/8/8 星期日13说明：说明：n1.1.由于压强只对气体的反应速率有影响，由于压强只对气体的反应速率有影响，所以当反应前后的气体体积不变时，压强所以当反应前后的气体体积不变时，压强对正、逆反应的影响是相同的；当反应前对正、逆反应的影响是相同的；当反应前后的气体体积不同时，压强对气体体积大后的气体体积不同时，压强对气体体积大的影响较大，即增加或减少的影响都较大。的影响较大，即增加或减少的影响都较大。n2.2.由于催化剂能够同等程度地增加或降低由于催化剂能够同等程度地增加或降低正、逆反应速率，故而对化学平衡的移动正、逆反应速率，故而对化学平衡的移动没有影响，不能改变平衡状态反应混合物没有影响，不能改变平衡状态反应混合物的组成，仅能改变反应达到平衡所需的时的组成，仅能改变反应达到平衡所需的时间！所以间！所以催化剂对化学平衡无影响。催化剂对化学平衡无影响。2021/8/8 星期日14 右图表示在密闭容器中反应：右图表示在密闭容器中反应：2SO2+O2 2SO3+Q达到平衡时达到平衡时，由于条件改变而引起反应，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，速度和化学平衡的变化情况，ab过程中改变过程中改变的条件可能是的条件可能是 ；bc过程中改变的条件可能过程中改变的条件可能是是 ；若增大压强时，反应速度变化情况若增大压强时，反应速度变化情况画在画在cd处处.升温升温练习3减小减小SO3 V V逆逆V V正正2021/8/8 星期日15三、三、x%t x%t 图图 x%x%（或用（或用(C)(C)表示）表示）可以表可以表示反应物、生成物在反应体系中的示反应物、生成物在反应体系中的物质的量百分数（体积分数）、或物质的量百分数（体积分数）、或表示反应物的转化率等；表示反应物的转化率等；t t表示时间；表示时间；同时还有不同条件（如温度、同时还有不同条件（如温度、压强的不同）。压强的不同）。2021/8/8 星期日16 在可逆反应：在可逆反应：mA+nB pC+qDmA+nB pC+qD中，中，A A的的百分含量与时间百分含量与时间t t的关系曲线有如下的关系曲线有如下A A、B B、C C、D D四种，其实际意义分别是四种，其实际意义分别是 。tA%A%A%A%ttt0000ABCD例例5 5：2021/8/8 星期日17答案答案：A为由反应物向生成物转化并最终形成化学为由反应物向生成物转化并最终形成化学平衡的过程；平衡的过程；B为由生成物向反应物转化并最终形成化学为由生成物向反应物转化并最终形成化学平衡的过程；平衡的过程；C为先以逆反应为主，后发生化学平衡向正为先以逆反应为主，后发生化学平衡向正反应的移动；反应的移动；D则相反，先以正反应为主，后化学平衡向则相反，先以正反应为主，后化学平衡向逆反应移动。逆反应移动。说明：转化率与百分含量的情况恰好相反说明：转化率与百分含量的情况恰好相反。2021/8/8 星期日18例例6：某逆反应为：某逆反应为：A(g)+B(g)3C(g)，下图中的甲、，下图中的甲、乙、丙分别表示在不同条件下，生成物乙、丙分别表示在不同条件下，生成物C在反应混合物中在反应混合物中的体积分数的体积分数(C)与反与反应时间t的关系。的关系。若若图甲中的甲中的a、b两条曲两条曲线分分别表示有催化表示有催化剂和无催化和无催化剂的情况，的情况，则曲曲线 表示的是无催化表示的是无催化剂时的情况（催化的情况（催化剂一般是指正催化一般是指正催化剂）。）。若若图乙中的两条曲乙中的两条曲线分分别表示在表示在100和和200时的情况，的情况，则可逆反可逆反应的正反的正反应是是 （填（填“吸吸热”或或“放放热”）反）反应。T1 _T2（填填“大于大于”或或“小于小于”）若若图丙中的丙中的a、b两条曲两条曲线分分别表示在不同表示在不同压强时的情况，的情况，则曲曲线 表示的是表示的是压强较大大时的情况。的情况。(C)(C)(C)(C)(C)(C)0t00aabb甲甲T2 T2 T1 T1 乙乙丙丙ttb吸热吸热b大于大于2021/8/8 星期日19练习练习4：反应：反应2X(g)+Y(g)2Z(g)(正反正反应为放热反应应为放热反应)在不同在不同(T1和和T2)温度及不温度及不同压强同压强(p1和和p2)下，产物下，产物Z的物质的量的物质的量n(Z)与反应时间与反应时间t的关系如图所示。下述的关系如图所示。下述判断正确的是判断正确的是()A.T1T2,p1p2 B.T1p2C.T1T2,p1p2 D.T1T2,p1p+q正反应是放热反应正反应是放热反应m+np+q2021/8/8 星期日23对于反应对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+QmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q由下列图象能分析得出什么结论？由下列图象能分析得出什么结论？A%T0AA%P0BC%T0CD%P0D正反应是放热反应正反应是放热反应m+np+q2021/8/8 星期日24例例7：如图所示，反应：如图所示，反应X(g)+3Y(g)2Z(g)(正反应为放热反应正反应为放热反应)，在不同温度、不同压，在不同温度、不同压强强(p1p2)下达到平衡时，混合气体中下达到平衡时，混合气体中Z的体的体积分数积分数（Z）随温度变化的曲线应为）随温度变化的曲线应为()OTp1p2(Z)Z)OT(Z)Z)OT(Z)Z)OT(Z)Z)p1p1p1p2p2p2ABCDC2021/8/8 星期日25练习6 某某可可逆逆反反应应绘绘出出图图像像如如图图，纵纵坐坐标标为为生生成成物物在在平平衡衡混混合合物物中中的的百百分分含含量量，下下列列对对该该反反应应的判断正确的是的判断正确的是 （）A反应物中一定有气体反应物中一定有气体 B生成物中一定有气体生成物中一定有气体C正反应一定是放热反应正反应一定是放热反应 D正反应一定是吸热反应正反应一定是吸热反应BD 2021/8/8 星期日26综合练习综合练习 练习练习7 7练习练习7 7：根据下列图线，判断可逆反应：根据下列图线，判断可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+QmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q的有关问题。的有关问题。0tA%T1,P1T2,P1T2,P20tA%P1P2BA0PA%0T V100200V正V逆CD2021/8/8 星期日27问题：问题：如果如果A%为百分含量，则由图为百分含量，则由图A能否判能否判断：断：T1与与T2，P1与与P2，n+m和和p+q的相对大的相对大小；正反应为放热反应还是吸热反应？小；正反应为放热反应还是吸热反应？由图由图B能否判断：能否判断：P1与与P2，n+m和和p+q的相的相对大小及对大小及Q是否大于是否大于0？由图由图C能否判断能否判断n+m和和p+q的相对大小及正的相对大小及正反应是否放热等？反应是否放热等？由图由图D判断判断n+m和和p+q的相对大小？的相对大小？2021/8/8 星期日28综合练习综合练习 练习练习7 7练习练习7 7：根据下列图线，判断可逆反应：根据下列图线，判断可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+QmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q的有关问题。的有关问题。0tA%T1,P1T2,P1T2,P20tA%P1P2BA0PA%0T V100200V正V逆CD2021/8/8 星期日29A图可通过看斜率的大小确定反应速率的大图可通过看斜率的大小确定反应速率的大小，通常斜率越大，其反应速率也越大，所小，通常斜率越大，其反应速率也越大，所以以A中中T2大于大于T1，P2大于大于P1；因；因A%为百分含为百分含量，所以量，所以n+mp+q；A%为百分含量，为百分含量，则由则由C图知，正反应为放图知，正反应为放热反应（当压强相同时，升温热反应（当压强相同时，升温A%增大，平增大，平衡向左移动，见虚线）、衡向左移动，见虚线）、n+mP4，Y轴表示轴表示A的转化率的转化率 BP3P4，Y轴表示轴表示B的百分含量的百分含量 CP3P4，Y轴表示混合气体的密度轴表示混合气体的密度 DP3P4，Y轴表示混合气体的平均相对分子质量轴表示混合气体的平均相对分子质量 AB2021/8/8 星期日37例例5.在容积相同的五个密闭容器中分别放人同量的在容积相同的五个密闭容器中分别放人同量的A2和和B2，在不同，在不同 温度下同时任其发生反应：温度下同时任其发生反应：A2(g)+3B2(g)2AB3(g)。分。分别别 在某一同时刻测得其中在某一同时刻测得其中AB3所占的体积分数变化如图所示，所占的体积分数变化如图所示，下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是 ()A正反应是放热反应正反应是放热反应 BE、F二点尚未达到平衡二点尚未达到平衡 CH、I二点尚未达到平衡二点尚未达到平衡 DG、H、I三点可能已达平衡状态三点可能已达平衡状态2021/8/8 星期日38例例6.mA(固固)+nB(g)wC(g)+Q(Q0)的可逆反应，在恒温的的可逆反应，在恒温的 条件下条件下B的百分含量的百分含量(B)与压强与压强P的关系如图所示，有关叙述的关系如图所示，有关叙述 正确的是正确的是 ()Am+n w CX点时混合物的点时混合物的v正正 v逆逆 DX点比点比Y点混合物的反应速率慢点混合物的反应速率慢AP12021/8/8 星期日39例例7.用来表示可逆反应用来表示可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)+Q(Q0)，正确图像是图中的正确图像是图中的 ()2021/8/8 星期日40等效平衡专题复习等效平衡专题复习一一.等效平衡等效平衡 在一定条件下（定温、定容或定在一定条件下（定温、定容或定温、定压），对同一可逆反应，只要温、定压），对同一可逆反应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。量相同，这样的平衡称为等效平衡。2021/8/8 星期日41二二.等效平衡的规律等效平衡的规律 1.在定温、定容条件下，对于反在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，应前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相成同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。同，则两平衡等效。2021/8/8 星期日42例例1.在一个固定容积的密闭容器中，在一个固定容积的密闭容器中，加入加入2molA和和1molB，发生反应，发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到，达到平衡时，平衡时，C的浓度为的浓度为cmol/L，若维持，若维持容器的容积和温度不变，按下列容器的容积和温度不变，按下列4种种配比作为起始物质，达到平衡时，配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为的浓度仍为cmol/L的是（的是（）。）。A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+1molD2021/8/8 星期日43C.2molC+1molD+1molBD.3molC+1molD2.在定温、定容条件下，对于反应前在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比例反应物（或生成物）的物质的量比例与原平衡的相同，则两平衡等效。与原平衡的相同，则两平衡等效。2021/8/8 星期日44例例2.将装有将装有1molHI的容器密封并加的容器密封并加热，部分热，部分HI分解成分解成H2和和I2（g）并达）并达到化学平衡。此时到化学平衡。此时I2（g）的体积分）的体积分数为数为x%，若在该容器中加入，若在该容器中加入2molHI后密封，加热到相同温度使之达到平后密封，加热到相同温度使之达到平衡，设此时衡，设此时I2的体积分数为的体积分数为y%，则，则x与与y的关系为（的关系为（）。）。A.xy B.xy2021/8/8 星期日453.在定温、定压条件下，改变起始时在定温、定压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一边的物质的量之比与量数换算成同一边的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。等效。2021/8/8 星期日461、将、将2molSO2和和2molSO3 气体混合于固定体积气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(气气)+O2(气气)2SO3（气），平衡时（气），平衡时SO3为为n mol。相同温度下，分别按下列配比。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平衡时衡时SO3的物质的量大于的物质的量大于n mol的是（的是（）A.2mol SO2+1 molO2 B.B.4molSO2+1molO2C.C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.D.3molSO2+1molO2+1molSO3C D2021/8/8 星期日472、在一定温度下，把、在一定温度下，把2molSO2和和1molO2通入一个一通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时，反应混合物就当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2、SO3的物的物质的量。如果质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：同。请填写下列空白：（1）若）若a=0,b=0,则则c=-。（。（2）若）若a=0.5,则则b=-和和c=-。（。（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是取值必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含（请用两个方程式表示，其中一个只含a 和和c,另一个另一个只含只含b和和c):-.20.251.5a+c=2 2b+c=22021/8/8 星期日483、在一个固定容积的密闭容器中，加入、在一个固定容积的密闭容器中，加入m molA,n molB发生下列反应：发生下列反应：mA(气）气）+n B(气）气）pC（气）（气）平衡时平衡时C的浓度为的浓度为Wmol/L,若容器体积若容器体积和温度不变，起始时放入和温度不变，起始时放入amolA,bmolB,c molC,若要平衡后若要平衡后C的浓度仍为的浓度仍为Wmol/L,则则a、b、c可以可以满足的关系是（满足的关系是（）。）。A.a:b:c=m:n:p B.a:b=m:n,ap/m+c=pC.C.mc/p+a=m,nc/p+b=n D.D.a=m/3,b=n/3,c=2p/3B C2021/8/8 星期日494、一定温度下将、一定温度下将a molPCl5通入一个容积不变的反应器通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：中，达到如下平衡：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。测。测得平衡混合气体的压强为得平衡混合气体的压强为P1,此时反应器中再通入此时反应器中再通入a molPCl5,在温度不变情况下再度达到平衡，测得压强为在温度不变情况下再度达到平衡，测得压强为P2。测得。测得P1和和P2的关系是（的关系是（）(A)2P1P2 (B)2P1=P2 (C)2P10=2.25mol=0Y=3X,Z=0X+Z/2=1,Y+3Z/2=32021/8/8 星期日527、在一固定容积的密闭容器中充入、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和和1molB，发生反应：，发生反应：2A(气气)+B(气气)xC(气气),达到平衡后，达到平衡后，C的体积分数为的体积分数为W%。若维持容器。若维持容器体积和温度不变，按体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和和1.4molC为起始物质，达到平衡后，为起始物质，达到平衡后，C的体积分的体积分数仍为数仍为W%，则，则x值为（值为（）A、1 B、2 C、3 D、4B C2021/8/8 星期日532021/8/8 星期日54