1、第二章第三节化学平衡1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图像题的分析解答方法。2.知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分析判断方法。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引一、化学平衡图像的基本类型 基础知识导学1.速率时间图(vt图像)如图所示，此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”等基本特征以及平衡移动(“变”)方向等。对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0的速率变化如图所示：2.浓度时间图(ct图像)此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。此类图像中各物质曲线的折
2、点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。如图所示：3.速率温度(压强)图(vT或vp图像)反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线，用于判断反应的H或气体体积关系。如图所示：4.恒压(温)线该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率()，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有如下图所示两种情况：5.含量时间温度(压强)图此类图像表示的是不同温度或压强下反应物或生成物的物质的量(体积)分数或转化率的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度(压强)下平衡状态的物质的量分数比较等信息，由图像可以判断T1、T2或
3、p1、p2的大小，再判断反应的H或气体物质的化学计量数关系(是吸热反应还是放热反应，是气体体积增大的反应还是缩小的反应)。6.平衡常数变化图像平衡常数只随温度的变化而变化。对于反应2A(g)B(g)2C(g)H0，温度升高，正反应的平衡常数变小，逆反应的平衡常数变大。如图所示。7.其他类型如图所示是其他条件不变时，某反应物的最大(平衡)转化率()与温度(T)的关系曲线，图中标出的a、b、c、d四个点中，表示v正v逆的点是c，表示v正v逆的点是a，而b、d点表示v正v逆。练一练对于可逆反应mA(g)nB(g)qC(g)HQ kJmol1(1)若增大压强或升高温度，v正、v逆的变化过程如下图所示：
4、答案则Q_0，mn_q(填“”、“”或“”)。(2)若mnq312，向固定体积的密闭容器中充入3 mol A和1 mol B，一定条件下发生反应，则下列对v正、v逆随时间的变化描述正确的是()答案AB二、等效平衡1.等效平衡的概念在一定条件(定温、定容或定温、定压)下，对同一可逆反应，只有起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，任何相同组分的质量分数或体积分数或物质的量分数均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol从正反应开始，从逆反应开始，正、逆反应同时开始。由于、三种
5、情况如果按化学方程式中的计量数关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将、折算为)，因此三者可建立等效平衡。2.等效平衡规律(1)在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，当改变起始时加入物质的物质的量时，如果通过可逆反应中的化学计量数之比换算成化学方程式同一侧的物质后，各物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。(2)在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同，则两平衡等效。(3)在恒温、恒压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成化学方程式同一侧的物质后各物质的量之比与原
6、平衡相同，则达到的平衡与原平衡等效。练一练将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生如下反应：3A(g)B(g)2C(g)D(g)，达到平衡时C的浓度为w molL1。(1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中有关物质，平衡后C的浓度仍为w molL1的是()A.6 mol A2 mol BB.3 mol A1 mol B2 mol CC.2 mol C1 mol B1 mol DD.1 mol C2 mol D解析答案解析解析在恒温恒压下，只要按化学计量数换算成化学方程式同一侧的物质后n(A)n(B)31或n(C)n(
7、D)21，则达到的平衡就是等效平衡，故正确答案为A。答案答案A(2)保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w molL1，应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质()A.3 mol A1 mol BB.4 mol C2 mol DC.1.5 mol A0.5 mol B1 mol C0.5 mol DD.无法判断解析解析因为容器P的体积可变，且正反应是体积缩小的反应，故相当于加压，而现在容器Q体积不变，条件不同了，能否建立等效平衡无法判断，故正确答案为D。解析答案D(3)保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B的配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w mol
8、L1的关系是()A.大于w molL1 B.小于w molL1C.等于w molL1 D.无法比较解析解析本题所述条件相当于减压，平衡向逆反应方向移动，C的浓度降低，故正确答案为B。解析答案B(4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为v molL1，则v和w的关系是()A.vw B.vwC.vw D.无法比较解析解析温度、体积不变时，2 mol C和1 mol D反应与3 mol A和1 mol B反应相当，建立的平衡属等效平衡，再加1 mol D时，平衡将向左移动，故vw，故正确答案为B。解析答案B(5)维持原起始温度和体积不变，
9、按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为v molL1()A.1 mol C0.5 mol DB.3 mol A2 mol BC.3 mol A1 mol B1 mol DD.以上均不能满足条件解析解析恒温恒容时，n(A)3 mol和n(B)1 mol时与n(C)2 mol和n(D)1 mol时达到的平衡属等效平衡，故正确答案为C。解析答案C返回一、化学平衡图像题的解题方法 重点难点探究例1对于可逆反应mA(g)nB(g)=qC(g)HQ kJmol1答案(1)由可知T1_T2，Q_0(填“”、“”或“”，下同)。(2)由可知p1_p2，mm_q。化学平衡图像题的分析方法(1)无论是反应速
10、率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。(2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。(3)先拐先平：可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在转化率时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。(4)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。归纳总结变式训练1在密闭容器中进行下列反应：M(g)N(g)R(g)2L，此反应符合右图。下列叙述正确的是()解析答案A.正反应吸热，L是气体 B.正反应吸热，L是固体C.正反应放热，L是气
11、体 D.正反应放热，L是液体解析解析由“先拐先平，温度或压强大”可推知，T1T2，p1p2，结合图像，升高温度，R的含量减小，正反应为放热反应；增大压强，R的含量减小，平衡向逆反应方向移动，故反应物中气态物质计量数之和小于生成物中气态物质计量数之和，故L为气体。答案答案C例2对于可逆反应mA(g)nB(g)qC(g)HQ kJmol1答案(1)根据图回答问题：mn_q(填“”、“”或“”，下同)；若Q0，则T1_T2；若T1T2，则Q_0。答案(2)根据图回答问题：Q_0；若p1p2，则mn_q；若mnq，则p1_p2。解题模型变式训练2已知反应N2O4(g)2NO2(g)H57 kJmol1
12、，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()解析答案A.A、C两点的反应速率：ACB.A、C两点气体的颜色：A深，C浅C.由状态B到状态A，可以用加热的方法D.A、C两点气体的平均相对分子质量：AC解析解析A、C两点温度相同而压强不同，加压平衡逆向移动，NO2的体积分数减小，但加压也会增大浓度，反应速率：AC，颜色还是C点深(浓度大)；由于平衡逆向移动，气体分子数减少，根据M ，气体的平均相对分子质量AC；故A、B、D均错；加热，平衡正向移动，NO2的体积分数增大，故由状态B到状态A，可以用加热的方法，C正确。答案答案C二、等效平衡的解题方法
13、例3(1)在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是 。解析答案 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解析解析恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，转换后(按计量系数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的量相同。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不同的可逆反应有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡会移动，必须极值等量平衡才等效。答案答案解析答案(2)若在恒温恒压条件下
14、，按题1中四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是 。解析解析恒温恒压条件下，若转换后(按计量系数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强不变，不管反应前后气体分子数是否改变，对可逆反应的平衡都没有影响，而成比例的增加反应物后体积膨胀，压强不变，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。解析答案(3)在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是 。2 mol 2 mol 0 mol 0 mol 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 4 mol 4 mol 2 mol
15、 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol解析解析恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，转换后(按计量系数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。答案答案等效平衡解题方法解答等效平衡问题时，先看条件(恒温恒容或恒温恒压)，再看方程式反应前后气体分子数(相同或不同)，按“一边倒”转换比较。(1)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反
16、应，要求极值等比。(2)恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，要求极值等量。(3)恒温恒压条件下，不管反应前后气体分子数是否改变，都只要求极值等比。归纳总结变式训练3T 时，将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)，2 min时反应达到平衡状态(温度不变)，剩余0.8 mol B，并测得C的浓度为0.4 molL1，请回答下列问题：(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为_。解析答案0.2 molL1min1(2)x_。解析解析n(C)n(B)(0.4 molL12 L)(10.8)m
17、ol41x1，x4。(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后，化学平衡_(填字母)。A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动C.不移动解析解析体积不变，各成分的浓度不变，平衡不移动。解析答案4C(4)若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C，在T 时达到新的平衡，此时B的物质的量为n(B)_mol。解析答案(0.80.2a)(5)如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式为_。解析答案解析解析此反应为等体积反应，所以压强对平衡移动不影
18、响；等效平衡的条件是：把起始加入物质的物质的量按化学计量数换算成方程式同一边的物质，只要反应物或生成物的物质的量比例相同即可。原平衡的起始配比恰好符合A、B的化学计量数关系，其等效配比有：n(A)n(B)31，n(C)0，n(A)n(B)31，n(C)0，n(A)n(B)0，n(C)0。答案答案n(A)3n(B)，n(C)0或n(A)n(B)0，n(C)0变式训练4一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：2A(g)B(g)3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和1 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，则平衡后A的体积分数大于a%的是()A2
19、mol CB3 mol A、1 mol B和1 mol He(不参加反应)C1 mol B和1 mol CD2 mol A、1 mol B和3 mol C解析答案答案答案B返回1.下列各图是温度(或压强)对2A(s)2B(g)2C(g)D(g)H v正，错误；B项，升温，v正、v逆都增大，而图像所示v正、v逆都减小，错误；C项，加压，v正、v逆都增大，且v正v正，而图像所示v正、v逆都减小，v正v逆，错误。答案答案C解析答案A.图研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂D.图
20、研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高解析解析本题考查的是对化学反应速率及化学平衡图像的认识。由于这是一个体积不变的放热反应，所以t0时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速率大于正反应速率，A正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率加快，B正确；如果图中考虑的是使用催化剂的话，则由图可知乙条件下先达到平衡，所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等，C错误；如果图研究的是温度对平衡的影响，同样应该是乙条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO的转化率下降，D
21、正确。答案答案C解析答案解析解析从图像可以看出，t2时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故C不正确；t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，故D不正确；反应开始时Y物质为10 mol，X物质为2 mol，达到平衡时Y减少了7 mol，X增多了3 mol，因此反应方程式应该是7Y(g)3X(g)，故A不正确。答案答案B解析答案4.由某可逆反应绘出图像如图所示，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断不正确的是()A.反应物中可能含有气体B.生成物中一定有气体C.正反应一定是放热反应D.正反应一定是吸热反应返回解析解析由图示可知，随着温度的升高，生成物的含量增加，即升高温度，平衡右移，所以该反应一定为吸热反应；压强增大，生成物的含量减小，说明化学方程式中气体生成物的计量数之和大于气体反应物的计量数之和。答案答案C返回更多精彩内容请登录：
