1、第 4课时 化学平衡中的数形结合问题 目标要求 1.能根据化学反应的建立和化学平衡的移动原理画 出常见的图象。 2.会分析常见的关于化学平衡的图象。 一、表示平衡建立的图象 1 速率 时间图 2 浓度 时间图 以 H 2(g) I2(g) 2HI(g) 为例，按要求画出如下图象： 要求： (1)容积为 1 L不变的密闭容器中加入 H2(g)、 I2(g)各 1 mol， 平衡时 HI 为 1.2 mol。 (2)在 1 L密闭容器中加入 2 mol HI 。 二、表示平衡移动的图象 1 速率 时间图 (1)如图，该平衡向正反应方向移动。 此图是增加反应物浓度引起的平衡移动。 (2)如图， 可能
2、是改变什么条件引起的平衡移动？并判断其对应 的化学反应的特点。 可能是升高温度引起的平衡移动， 如果是升高温 度， 则该反应的正反应是吸热反应； 也可能是增大压强引起的平衡移 动，如果是增大压强，则该反应的正反应是气体体积减小的反应。 (3)下列哪个反应一定不符合图象 _D_。 A N2(g) 3H2 3(g) H0 C C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) H0 D H 2(g) I2(g)=2HI(g) Hp2，从 p1、 p2的关系又看出当压强 大时，反应物的转化率 小，故知该反应的正反应是气体总体积增大 的反应。 1可逆反应 mA(g) nB(g) pC(s) H Q kJ
3、mol 1，温度和压 强的变化对正、 逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图象， 以下 叙述正确的是 ( ) A mn， Q0 B mn p， Q0 C mn， Q0 D mv逆 D状态 A与状态 B相比，状态 A的 c(I 2)大 答案 D 解析 由图象知： c(I 3 )随温度升高而减小，故该可逆反应的正反 应为放热反应， HK2， B正确；反应进行到状态 D时， c(I 3 )v逆 ， C正确；状态 A 状态 B， c(I 3 )减小，化学平衡逆向移动， c(I 2)增大，即状态 B的 c(I 2)大， D错 误。 1取五等份 NO 2 ，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容 器中，发
4、生反应： 2NO2(g) N2O4(g) H 0 反应相同时间后， 分别测定体系中 NO 2的百分含量 (NO 2%) ， 并作 出其随反应温度 (T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果 相符的是 ( ) A B C D 答案 D 解析 在恒容状态下， 在五个相同的容器中同时通入等量的 NO2， 反应相同的时间。 那么则有两种可能，一是已达到平衡状态，二是还 没有达到平衡状态，仍然在向正反应方向进行。假若， 5个容器在反 应相同的时间下， 均已达到平衡， 因为该反应是放热反应， 温度升高， 平衡向逆反应方向移动， NO 2的百分含量随温度升高而升高，所以 正确；假若， 5个容器中有未达
5、到平衡状态的，那么温度越高，反应 速率越大，会出现温度高的 NO2转化得快，导致 NO 2的百分含量少的 情况。 在 中， 图中的转折点为平衡状态， 转折点左侧为未平衡状态， 右侧为平衡状态， 正确。 2汽车尾气净化中的一个反应如下： NO(g) CO(g) 1 2N2(g) CO 2(g) H 373.4 kJ mol 1 在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示 意图正确的是 ( ) 答案 C 解析 对于放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动， K值 减小， CO的转化率降低， A、 B错误；温度不变， K值不变， C正确； 增加 N2的量，平衡向逆反应方向移动， NO的
6、转化率降低， D错误。 3. 如图是可逆反应 A 2B 2C 3D的化学反应速率与化学平衡随 外界条件改变 (先降温后加压 )而变化的情况。由此可推断 ( ) A正反应是放热反应 B D可能是气体 C逆反应是放热反应 D A、 B、 C、 D均为 气体 答案 A 解析 降温后 v 正 v 逆 ，平衡向正反应方向移动，证明正反应 放热， 加压后 v 正 v 逆 ， 平衡向正反应方向移动， 正反应体积减小， D不可能是气体。 4. 上图是温度和压强对 X Y 2Z反应影响的示意图。图中横坐标 表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中 Z的体积分数。下列叙述正确 的是 ( ) A上述可逆反应的正反应为放热
7、反应 B X、 Y、 Z均为气态 C X和 Y中只有一种为气态， Z为气态 D上述反应的逆反应的 H 0 答案 C 解析 根据图象，在压强不变的情况下，例如 1 000 kPa时，随 着温度的升高， Z的体积分数增大，即随着温度的升高，平衡向正反 应方向移动， 所以， 正反应为吸热反应， H0， 逆反应为放热反应， Hp q B正反应是吸热反应，且 m np q D正反应是放热反应，且 m np q；压强不变，温 度越高， A的转化率越大，得出：正反应吸热。 6反应 aM(g) bN(g) cP(g) dQ(g)达到平衡时， M 的体积分数 y(M) 与反应条件的关系如下图所示。其中 z表示反
8、应开始时 N的物质 的量与 M 的物质的量之比。下列说法正确的是 ( ) A同温同压 z时，加入催化剂，平衡时 Q的体积分数增加 B同压同 z时，升高温度，平衡时 Q的体积分数增加 C同温同 z时，增加压强，平衡时 Q的体积分数增加 D同温同压时，增加 z，平衡时 Q的体积分数增加 答案 B 解析 由图象可知 M 的体积分数随着温度升高而减小，因此正反 应是吸热反应。 催化剂只能改变反应达到平衡所需的时间， 而对化学 平衡移动无影响。升高温度平衡正向移动，因此 Q的体积分数增加。 比较两图可知同温时增加压强，化学平衡逆向移动， Q的体积分数减 小。同温同压时增加 z，平衡时 Q的体积分数不一定
9、减小，因为 N的物 质的量增加不定，因此 A、 C、 D选项错误，只有 B正确。 7.在密闭容器中投入一定量的 A和 B发生反应： mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)。 (1)若开始时加入 A物质 m mol， 欲使 A与 B的转化率相等， 则加入 B物质 _mol。 (2)相同的压强下， 充入一定量的 A、 B后， 在不同温度下 C的百分 含量与时间的关系如图 1所示。则 T1(填“”、“”或“” )_ _T2，该反应正反应方向的 H(填“”、“”或“” )_ 0。 (3)一定条件下， 从正反应开始至达到化学平衡的过程中， 混合气 体的平均相对分子质量随时间的变化如图 2所示，
10、测得达到平衡时 A、 B、 C、 D的物质的量均为 1 mol。 若在恒温恒容的条件下，向该平衡体系中再通入 A、 B、 C、 D 各 1 mol， 则体系中气体的平均相对分子质量 (填 “增大” 、 “减小” 、 “不变”或“无法确定” )_。 若恒温恒压的条件下，向原平衡体系中再通入 A、 B、 C、 D各 1 mol， 则体系中气体的密度 (填 “增大” 、 “减小” 、 “不变” 或 “无 法确定” )_。 答案 (1)n (2) (3) 增大 不变 解析 (1)反应过程中体系中各物质的变化量与方程式中各物质 的化学计量数成正比。若使 A、 B的转化率相同，则需要按化学方程 式中 A、
11、 B的计量数之比投料，故当加入 m mol A时，应加入 n mol B。 (2)根据 “ 先拐先平 ” ， T1 T2， T1时 C% 大于 T2时 C% ，即升高温 度，平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应， H 0。 (3)由图 2可知，随着反应的进行，混合气体平均相对分子质量增 大，由于反应体系中各物质均为气体，故 m n p q。 在恒温恒容时再加入 A、 B、 C、 D各 1 mol，同时将体系中各 物质的浓度同时增加一倍， 即相当于增大压强， 平衡向正反应方向移 动， M 增大。 在恒温恒压时，再加入 A、 B、 C、 D各 1 mol，气体体积增加一倍， 压强不变，平衡不移动， 不变。
