1第二课时第二课时 化学反应速率和化学平衡图像化学反应速率和化学平衡图像课标要求1通过图像理解浓度、压强、温度等外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。2能准确识别平衡的图像，理解平衡图像的内在含义。1 “渐变”类vt图浓度对化学反应速率的影响图像中，v(正)突变，而v(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v(正)v(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，使v(正)突变，平衡正向移动。图像中，v(正)渐变，v(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v(正)v(逆)，说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v(逆)突变，平衡正向移动。2 “断点”类vt图温度(或压强)对化学反应速率的影响1.正逆反应速率相等时，可逆反应到达平衡状态。反应速率变化，平衡不一正逆反应速率相等时，可逆反应到达平衡状态。反应速率变化，平衡不一定移动，速率变化后不相等，平衡才发生移动。定移动，速率变化后不相等，平衡才发生移动。2增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变。增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变。3对于有气体参加的可逆反应，增大反应体系压强，正逆反应速率均增大，对于有气体参加的可逆反应，增大反应体系压强，正逆反应速率均增大，但是对于正反应方向气体体积增大的反应，逆反应速率增加的更多。对于反应前但是对于正反应方向气体体积增大的反应，逆反应速率增加的更多。对于反应前后气体体积不变的反应，正逆反应速率增加的程度相同。后气体体积不变的反应，正逆反应速率增加的程度相同。4使用催化剂，正逆反应速率均增大，且二者增大的程度相同，即平衡后使用催化剂，正逆反应速率均增大，且二者增大的程度相同，即平衡后使用催化剂，平衡不移动。使用催化剂，平衡不移动。化学反应速率图像化学反应速率图像(vt 图像图像) 2图像中，v(正)、v(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点” ，且v(正)v(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是吸热反应(或气体总体积减小的反应)，改变的外界条件是升高温度(或增大压强)。图像中，v(正)、v(逆)都是突变小的，t1时刻，图像中出现了“断点” ，且v(正)v(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应(或气体总体积增大的反应)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。3 “平台”类vt图催化剂(或压强)对化学反应速率的影响图像中v(正)、v(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台” ，化学平衡不发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强。1某密闭容器中发生如下反应：X(g)Y(g)2Z(g) H0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是( )At2时一定加入了催化剂Bt3时减小了压强Ct5时可能升高了温度Dt4t5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3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，t3t4时间内平衡逆向移动，转化率减小，t5t6时间内平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5t6时间内转化率比t4t5时间内转化率低，错误。2下图为反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.2 kJmol1，在某段时间t0t6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( )At0t1 Bt2t3Ct3t4 Dt5t6解析：选 A 可逆反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，该反应为气体体积减小的放热反应，t0t1，正、逆反应速率相等，平衡不移动；t1t2，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t0t1时间段大于t2t3时间段；t3t4，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t2t3时间段相同；t4t5，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；t5t6时间段内氨气含量较t3t4低；所以平衡混合物中氨的百分含量最低的时间段是t5t6，最高的一段时间是t0t1，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(如图中T2T1)、压强较大(如图中p2p1)或使用了催化剂(如图中 a 使用了催化剂)。化学平衡图像化学平衡图像4.表示T2T1，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。.表示p2p1，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。.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 ab，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(1)图像展示(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。如图中确定压强为 105 Pa 或 107 Pa，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mnqDC 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解析：选 A 由“先拐先平，数值大”可知，T2T1、p2p1；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，mnq，C 项错误；固体颗粒的大小不影响平衡移动，D 项错误。52对于反应：2A(g)B(g)2C(g) HefD达到平衡后，增加 A 的量，平衡正向移动解析：选 BC 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，nef，正确；D 项，A 为固体，增加固体的量平衡不发生移动，错误。8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图所示。下列说法正确的是( )At1时增大了压强Bt2时使用了催化剂Ct3时升高了温度Dt4时降低了温度解析：选 AB 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，正确；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。9在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g) V2O5450 H0，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图表示的是t1时刻增大 O2的浓度对反应速率的影响B图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高11解析：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，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。三、非选择题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) H0(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 20 min 时，曲线发生变化的原因是_(用文字表达)。10 min 到 15 min 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的物质的量解析：(1)根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K。c2SO3 c2SO2cO2(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 1520 min和 2530 min。(4)据图判断，反应进行至 20 min 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。10 min 到 15 min 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。答案：(1) (2)增大 增大 减小c2SO3 c2SO2cO2(3)1520 min 和 2530 min(4)增加了 O2的量 a12一、单项选择题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( )解析：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( )ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g) H0BCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H0CCH3CH2OH(g)CH2CH2(g)H2O(g) H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CHCH2(g)2H2O(g) H0解析：选 A 观察图像可知，达到平衡用的时间短说明反应速率快，T2T1、p1p2。升高温度水蒸气含量降低，说明平衡逆向移动，反应