高中 化学 选择性必修1 第二章 化学反应速率与化学平衡《专题突破四 化学反应速率与化学平衡图像》教学设计.docx

化学速率平衡图像是展示化学平衡动态变化过程的直观手法。虽然图示不复杂，但却有一定的抽象性和综合性，因此分析化学平衡图像，应从以下四步入手：

(1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量变化等。

(2)依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体物质参加或生成等。

(3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。

(4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。

一、速率－时间图像

根据v-t图像，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。

以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0。

条件

c(N2)增大

c(H2)减小

c(NH3)增大

v-t图像

平衡移动方向

正反应方向移动

逆反应方向移动

逆反应方向移动

条件

c(NH3)减小

增大压强

减小压强

v-t图像

平衡移动方向

正反应方向移动

正反应方向移动

逆反应方向移动

条件

升高温度

降低温度

使用催化剂

v-t图像

平衡移动方向

逆反应方向移动

正反应方向移动

不移动

密闭容器中发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH0，根据v-t图像，回答下列问题：

(1)下列时刻所改变的外界条件是t1____________；t3____________；t4____________。

(2)反应速率最快的时间段是__________________________________________________。

(3)下列措施能增大正反应速率的是________(填字母)。

A．通入A(g)

B．分离出C(g)

C．降温

D．增大容器容积

答案：(1)升高温度加入催化剂减小压强

(2)t3～t4(3)A

解析：(1)t1时刻，改变条件，v′正、v′逆均增大，且v′逆v′正，平衡逆向移动，说明改变的条件是升高温度。t3时刻，改变条件，v″正、v″逆同等程度增大，且该反应是反应前后气体物质的量不相等的反应，故改变的条件是加入催化剂。t4时刻，改变条件，v正、v逆均减小，且v逆v正，平衡逆向移动，说明改变的条件是减小压强。(2)t3～t4时间段内，反应使用催化剂，由图像可知该时间段内反应速率最快。(3)降温、增大容器容积均会使正、逆反应速率减小；分离出C(g)时，v正不变，v逆减小，随着反应的进行v正会减小；通入A(g)，反应物的浓度增大，v正增大。

二、其他常见的化学平衡图像

以反应mA(g)＋nB(g)xC(g)＋qD(g)为例，突破外界因素对化学平衡的影响的图像问题：

(一)转化率—时间图

1.分析四种图像

由图知：p一定时，ΔH0

由图知：T一定时，m＋nx＋q

由图知：T一定时，m＋nx＋q

由图知：T一定时，m＋n＝x＋q

2.解答这类图像题时应注意以下两点

(1)“先拐先平，数值大”原则

分析反应由开始(起始物质相同时)至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。

①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲图500℃先达平衡。

②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙、丙、丁图1.01×107Pa先达平衡。

(2)掌握图像中反应规律的判断方法

①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。

②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。

③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。

一定条件下，CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)ΔH＝－53.7kJ·mol－1，向2L恒温密闭容器中充入1molCO2和2.8molH2反应，图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法中不正确的是()

A．m点：v正v逆

B．活化能：过程Ⅱ过程Ⅰ

C．n点时该反应的平衡常数K＝50

D．过程Ⅰ，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度

答案：C

解析：m点CO2的转化率不是最大，反应向正反应方向进行，因此v正v逆，A项正确；过程Ⅰ首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活化能：过程Ⅱ过程Ⅰ，B项正确；n点时CO2的转化率是80%，则根据方程式可知：

CO2(g)＋3H2(g)H2O