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化学平衡中转化率的变化和图像问题.doc

上传人:tangtianxu2 文档编号:2834240 上传时间:2018-09-28 格式:DOC 页数:10 大小:1.19MB
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1、1化学平衡中转化率变化的判断技巧 ()10%某 反 应 物 反 应 的 物 质 的 量 或 者 物 质 的 量 浓 度平 衡 转 化 率 该 反 应 物 初 始 的 物 质 的 量 或 者 物 质 的 量 浓 度解转化率变化的题目时,审题过程要特别关注以下四点:一要关注化学反应是否可逆,二要关注容器是否可变,三要关注各物质的状态是否都为气体,四要关注反应两边气体体积是否相等。下面就化学平衡移动导致转化率的变化用具体实例进行分析讨论:一、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化对于可逆反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若增大某一反应物浓度可使另一反应物转化率增大,A而自身转化率

2、下降。 【例 1】在 557时,密闭容器中进行下列反应 CO+H2O CO2+H2。A若 CO 起始浓度为 2mol/L(1) ,水蒸气浓度为 3mol/L(2) ,达到平衡时,测得 CO2 的浓度为 1.2mol/L。求 CO 及 H2O 的转化率。 分析:在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上,抓住转化浓度,利用常规解题方法。 CO + H2O(g) CO2 + H2 A起始浓度 mol/L 2 3 0 0 转化浓度 mol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度 mol/L 0.8 1.8 1.2 1.2 所以,CO 的转化率= =60% ; H 2

3、O(气) 的转化率 = =40% 1.20%1.20%3【例 2】若将例 1 中的划线部分(2)改成水蒸气浓度为 6mol/L,而其他条件不变,达到平衡时,测得 CO2 的浓度为 1.5mol/L。同样按上述方法求算,可得 CO 转化率为 75%,H 2O 的转化率为 25%。【例 3】若将例 1 中的划线部分(1)改成 CO 起始浓度为 1mol/L,而其他条件不变,达到平衡时,测得 CO2 的浓度为 0.75mol/L。同样按上述方法求算,可得 CO 转化率为 75% ,H 2O 的转化率为 25%。 以上三小题转化率可归纳为:CO + H2O(g) CO2 + H2ACO H2O(g)

4、CO2 H2转化率 CO% 转化率 H2O%例 1 起始浓度 mol/L 2 3 0 0 60% 40%2例 2 起始浓度 mol/L 2 6 0 0 75% 25%例 3 起始浓度 mol/L 1 3 0 0 75% 25%通过以上三题的计算可得出以下结论: 1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大,自身转化率下降;2、若容器体积不变,使其它反应物的浓度减小,则自身的转化率也下降。 3、若容器体积不变, 对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),达到平衡后,按原比例同倍数的增A加反应物 A 和 B 的量若 a+bc+d, A、B 的转化率均增大若 a+b=c+d, A、

5、B 的转化率均不变由此可反映出反应物转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果,也可能是化学平衡向逆向移动的结果。二、增大分解反应的反应物浓度判断转化率变化 在上一难题解决之后,学生又遇到新的问题,增大分解反应的反应物浓度,转化率又该怎么判断? 举例 V 反应物的转化率(1)2NO 2(g) N2O4(g)A V0 减小(3)2HI (g) H2(g)+I 2(g)A V=0 不变对以上 3 种情况可分别举例,可让学生加深对概念的理解:【例 4】:某恒温恒容的容器中,建立如下平衡:2NO 2( g) N2O4(g),在相同条件下, 若A分别向容器中通入一定量的 NO2 气体或 N2O4 气体,

6、重新达到平衡后,容器内 N2O4 的体积分数比原平衡时 ( ) A都增大 B都减小 C前者增大后者减小 D前者减小后者增大解析:2NO 2(g) N2O4(g)是气体体积减小的可逆反应。反应达到平衡后,无论向密闭容器中A加入 还是 N2O4 气体,可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时 NO2 的转化率都增大。答案选 A【例 5】:例一定温度下,将 amol PCl5 通入一个容积不变的反应器中,达到如下平衡: PCl5(g)3PCl3(g )+Cl 2(g),测得平衡混合气体压强为 p1,此时再向反应器中通入 amol PCl5,在温度不变A的条件下再度达到平衡,测得压强为 p2,下列判断

7、正确的是 ( ) A.2p1p 2 B.PCl5 的转化率增大 C.2p1p 2 D.PCl3%(体积含量)减少 解析:PCl 5(g ) PCl3( g)+Cl 2(g)是气体体积增大的可逆反应。如反应达到平衡后,再向密A闭容器中加入 PCl5, PCl3 的物质的量会有增加,此时可视为加压,平衡向左移动,反应达到新的平衡时PCl5 在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加,但 PCl5 的转化率降低。答案选 A【例 6】: 2HI(g) H2(g)+I 2(g)是气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后,再向固A定密闭容器中加入 HI,使 c(HI )的浓度增大,HI 平衡转化率不变。对

8、于气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后增加反应物,达到新的化学平衡时反应物的转化率不变。由以上三个例题可以总结为:恒温恒容的容器,当增大某物质的量时,可将浓度问题转换为压强问题,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,最后再判断转化率变化。三、增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),(a+bc+d,)在压强变化导致平衡移动时,学生感A到困惑的是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动?转化率如何变化?可归纳为以下两方面:1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体” ,化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变。2. 恒

9、温恒压条件下充入“惰性气体” ,化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化。四、各种平衡体系下的转化率问题恒温、恒容 恒温、恒压条件变化可逆反应类型操作转化率分析 转化率分析1、起始加入1MOLA、1MOLB,达到平衡后,再加入1MOLA。平衡右移,A 转化率减小,B 转化率增大。加入 B,同理。平衡右移,A 转化率减小,B 转化率增大。加入 B,同理。1、A+B C H0 A(PCL 3+CL2 PCL5) 2、起始加入1MOLA、1MOLB,达到平衡后,减少 C的物质的量。平衡右移,A、B 转化率均增大。 平衡右移,A、

10、B 转化率均增大。43、起始加入1MOLA、1MOLB,达到平衡后,再加入1MOLA、1MOLB。相当于容积可变容器增大压强,平衡右移,A、B 转化率均增大。相当于在容积相同的容器里又建立同一个平衡,平衡右移,A、B 转化率均不变。4、起始加入1MOLA、1MOLB,达到平衡后,再加入1MOLC。平衡左移,A、B 转化率均减小。A、B 浓度增大,体积分数减小。C 的浓度增大,体积分数增大。加入 C 的瞬间,C 的浓度瞬间增大,A、B 浓度不变,平衡左移。 达到新平衡时,A、B、C 百分含量不变。注意:此种情况下,C 无论加多少,都等效于 1MOLA 和 1MOLB。5、起始加入1MOLA、1M

11、OLB,达到平衡后,再加入2MOLA、1MOLB。可看成先加入1MOLA、1MOLB,然后再加入 1MOLA。平衡右移,但 A 的转化率无法确定,B 转化率增大。可看成先加入 1MOLA、1MOLB(同3) ,A、B 转化率均不变。然后再加入1MOLA(同 1) ,A 转化率减小,B 转化率增大。6、起始加入2MOLA、1MOLB,达到平衡后,再加入3MOLA、1MOLB。同上,先拆成2MOLA、1MOLB,然后再加入 1MOLA。注意:投入量和起始投入量有关,和化学计量数无关。同上,先拆成 2MOLA、1MOLB,然后再加入 1MOLA。7、起始加入1MOLA、1MOLB,达到平衡后,使体系

12、降温。平衡右移,A、B 转化率均增大 平衡右移,A、B 转化率均增大8、起始加入1MOLA、1MOLB,达到平衡后, 充入不反应气体。体系内压强增大,但各物质的浓度没有改变,平衡不移动,A、B 转化率不变。体系体积增大,相当于减压,平衡左移。A、B 转化率均减小。以下可逆反应同上面反应分析方法基本相同,有特殊情况才说明。2、A+B 2CA3、C A+B起始时加入1MOLC,达到平衡后,再加入 1MOLC。平衡右移,C 的转化率减小,但 A、B、C 浓度均增大,C 体积分数增大,A、B 体积分数减小。平衡右移,但 C 的转化率不变。4、2C A+BA起始时加入2MOLC,达到平衡后,再加入 2,

13、MOLC。相当于又有一个4MOLC 的反应和 2MOLC的反应比较,两个平衡等效。转化率不变。5、2A+B C+D6、A+B C+DA57、A+B 2C+DA注:反应中的 A、B、C、D 均为气体变式训练:1、在一容积可变的密闭容器中,通入 1molX 和 3molY,在一定条件下发生如下反应: X(g)+3Y(g) 2Z(g),到达平衡后,Y 的转化率为 a%,然后再向容器中通入 2molZ,保持在恒温恒压下反应,当A达到新的平衡时,Y 的转化率为 b%。则 a 与 b 的关系是( )Aab Ba b Cab D 不能确定2、两个体积相同的密闭容器 A、B,在 A 中充入 SO2 和 O2

14、各 1mol,在 B 中充入 SO2 和 O2 各 2 mol,加热到相同温度,有如下反应 2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),对此反应,下述不正确的是( ) A反应速率 BA B SO 2 的转化率 BA C平衡时各组分含量 B = A D平衡时容器的压强 BA 3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应:xA(g)+yB(g) nC(g),达到平衡后,测得 A 气体的浓度为 0.5mol/L。保持温度不变将容器的容积扩大 1 倍,再达平衡时,测得 A 气体的浓度为 0.3mol/L,则下列叙述中正确的是( )A、x+yn B、该化学平衡向右移动C、B 的转化率增大 D、 C 的体

15、积分数减小4、一定温度下,在一个体积可变的密闭容器中加入 2 molH2 和 2 molN2,建立如下平衡: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)相同条件下,若向容器中再通入 1 mol H2 和,1 molN2 又达到平衡则下列说法正确的是( A) ANH 3 的百分含量不变 BN 2 的体积分数增大CN 2 的转化率增大 DNH 3 的百分含量增大5、某温度下的密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g) 2E(g),若开始时只充入 2 mol E(g),达平衡A时,混合气体的压强比起始时增大了 20%;若开始时只充入 2 mol M 和 1 mol N 的混合气体,则达平衡时M 的转

16、化率为( ) A20% B.40% C.60% D.80% 参考答案: 1、 A 2、C 3、D 4、A 5、C总之,判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向,当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时,可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时,可转化为浓度问题进行讨论。6教师在教学中不断培养学生解决化学平衡问题的技巧和方法,则学生的思维将得以拓展,化学平衡移动原理就能运用自如。化学反应速率及平衡图像专题训练一、常见的图像类型:1根据反应:mA(g) + nB(g) pC(g) H ,结合图中所给的信息填空。(填“” 、 “”或“” )O( 1)C%T2t1( )OC%t

17、T12O( 3) tA%T21(1) _ (2) _ (3) _T2T12T12H_0 H_0 H _0C% C% A% P1 P1 P2 P2 P1 P2 O ( 4) t O ( 5) t O ( 6) t (4) _ (5) _ (6) _p12p12p12_ _ _mnqmnqmnqC% C% T2P2 T1P2 P1 P2 T1P1 O t O t ( 7) ( 8) (7) _ (8) _ _p12 12p12_ _ H _0mnqmnq7t1 t2 t3nmoltminNM80246v 正v 逆v正v逆tv(9)H_0 (10)H_0_ _mnqmnq2 (如图 247)此反应是

18、从何物质开始的:_; 时改变的条件是:_。t23 (如图 248)请写出其化学方程式:_。4 (如图 249)写出用 A、B、C 表示的化学方程式:_。二、相关图像练习题:1在一定温度下,容器内某一反应中 M、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述中正确的是( )A反应的化学方程式为:2M NBt 2 时,正逆反应速率相等,达到平衡 Ct 3 时, 正反应速率大于逆反应速率Dt 1 时,N 的浓度是 M 浓度的 2 倍2对达到平衡的可逆反应 X + Y W + Z ,增大压强则正、逆反应速度(v)的变化如下图,分析可知X,Y,Z,W 的聚集状态正确的是( )AZ、W 为气体,X

19、、Y 中之一为气体BZ、W 中之一为气体, X、Y 为非气体CX、Y、Z 皆为气体,W 为非气体D若 X、Y 为气体,则 Z、W 中之一为气体3反应 mA(s) + nB(g) eC(g) + fD(g),反应过程中,当其它条件不变时,C 的百分含量(C%) 与温度(T)和压强(P)的关系如下图,下列叙述正确的是( ) A到平衡后,加入催化剂则 C%增大B达到平衡后,若升温,平衡向右移动C化学方程式中 ne fc A B C t1 t2 t 图 247 n 1.0 0.8 0.6 0.6 0.4 0.2 O 图 248 t0 t C BA A或 B O 3 图 249 nAB8D达到平衡后,增

20、加 A 的量有利于平衡向右移动4某可逆反应 L(s) + G(g) 3R(g) H0,下图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。试判断图中 y 轴可以表示( )A平衡混合气中 R 的质量分数B达到平衡时 G 的转化率C平衡混合气中 G 的质量分数D达到平衡时 L 的转化率5在可逆反应 mA(g) + nB(g) pC(g) H0 中 m、n、p 为系数,且 mnp 。分析下列各图,在平衡体系中 A 的质量分数与温度 (t)、压强(P) 关系正确的是( )6在密闭容器中进行下列反应:M(g) + N(g) R(g) + 2L(?) ,此反应符合下面图像,下列叙述正确的是( )A正反应吸热

21、,L 是气体B正反应吸热,L 是固体C正反应放热,L 是气体D正反应放热,L 是固体或液体7A% 为气态反应物在平衡体系中的百分含量,符合曲线的反应是( )AN 2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H 0BC(s) + CO 2(g) 2CO(g) H0CN 2(g) + O2(g) 2NO(g) H0DCaCO 3(s) CaO(s) + CO2(g) H 08将 A g 块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示,在相同的条件下,将 B g(AB)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是( ) 9已知可逆反应 aA + bB

22、 cC 中,物质的含量 A%和 C%随温度的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )9A该反应在 T1 ;T 3 温度时达到过化学平衡B该反应在 T2 温度时达到过化学平衡C该反应的逆反应是放热反应D升高温度,平衡会向正反应方向移动10向一体积不变的密闭容器中充入 H2 和 I2 ,发生反应:H 2(g) + I2(g) 2HI(g) H0。当达到平衡后,改变反应的某一条件(不再充入任何气体) ,造成容器内压强增大,下列说法正确的是( )A容器内气体颜色变深,平均相对分子质量增大B平衡向右移动,HI 浓度增大C改变条件前后,速率时间图像如下图D平衡不移动,混合气体密度不变11已拓反应:3A(g

23、) + B(g) C(s) + 4D(g) H0 ;图中 a、b 曲线表示在一定条件下,D 的体积分数随时间的变化情况。若使曲线 b 变为曲线 a ,可采取的措施是( )A升高温度B缩小反应容器的体积C增加 C 的质量D减小 B 的浓度12 mA(s) + nB(g) pC(g) H0 ;的可逆反应,在室温条件下 B与压强(p)的关系如下图所示,则下列有关叙述正确的是( )Amnp BnpCX 点时混合物的正反应速率大于逆反应速率DX 点比 Y 点混合物的反应速率慢13已知 2NO2(g) N2O4(g) H0。将 NO2 充入容易导热的材料制成的容器 a 和 b 中进行反应。a 的容积保持不

24、变,b 的上盖可随容器内气体压强的改变而上下移动,以保持容器内外压强相等。当同温同压时,将等量的 NO2 充入“起始态”体积相同的容器 a、b 中, 反应同时开始。 (填“” 、 “”或“” )(1)反应开始时,a 与 b 中生成 N2O4 的速率 va_vb 。(2)反应过程中两容器里生成 N2O4 的速率是 va_vb 。(3)达到平衡时,a 与 b 中 N2O4 的百分数(A) 相比较,则是 Aa_Ab 。14某可逆反应为:2A(g) + B(g) 2C(g);H 下图中的甲、乙、丙分别表示在不同条件下,生成物 C在反应混合物中的体积分数( )与反应时间( t )的关系。(1)若甲图中的

25、 a、b 两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则曲线_表示的是无催化剂时的情况。(2) 若乙图中的两条曲线分别表示在 400和 500时的情况,则H_0 (填“” 、 “”) 。abt甲t400500乙tab丙10(3)若丙图中的 a、b 两条曲线分别表示在不同压强时的情况,则曲线_表示的压强较大时的情况。(4)若将上述反应应用于工业生产,则理论上工业生产的条件应选择_;但实际生产中温度的选择与理论上不同的原因可能是_,压强的选择为常压的原因可能是_。化学反应速率及平衡图像专题训练 参考答案一、1 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 2A、B ;增加 C 的浓度3A + 2B C43A + B C(此题答案不唯一,只要 A、B 的系数比为 31 即可,C 的系数可任取。 )二、1D 2D 3C 4C 5A 6C 7D 8C 9B 10BD 11B 12CD13 (1) (2) (3)14 (1)b (2) (3)a(4)低温、高压; 速率(产量)和催化剂活化温度; 设备的抗压及成本

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