人教版高中化学选择性必修1化学反应原理精品课件 第二章 微专题1 化学平衡图像.ppt

2.转化率(或质量分数)与压强—温度图像【例2】(2021吉林长春调研)在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L-1CO2、0.1mol·L-1CH4,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图,下列有关说法不正确的是()A.上述反应的ΔH0B.压强:p4p3p2p1C.1100℃时该反应的平衡常数约为1.64D.压强为p4时,在y点:v(正)v(逆)答案A解析p1、p2、p3、p4是四条等压线,由图像可知,压强一定时,温度越高,CH4的平衡转化率越高,故正反应为吸热反应,ΔH0,A项错误;该反应为气体分子数增加的反应,压强越高,甲烷的平衡转化率越小,故压强p4p3p2p1,B项正确;压强为p4、温度为1100℃时,甲烷的平衡转化率为80.00%,故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)=0.02mol·L-1,c(CO2)=0.02mol·L-1,c(CO)=0.16mol·L-1,c(H2)=0.16mol·L-1,即平衡常数K=≈1.64,C项正确;压强为p4时,y点未达到平衡,此时v(正)v(逆),D项正确。方法技巧表示两个外界条件同时变化时,反应物A的转化率变化情况,解决这类图像一般采用“定一议二”的方法,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。以反应A(g)+B(g)C(g)ΔH0为例。(1)通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向,从而确定化学方程式中反应物与生成物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图乙中任取两条压强曲线研究,压强增大,αA增大,平衡正向移动,正反应为气体体积减小的反应。图甲中任取一曲线,也能得出结论。(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法,在图甲中作垂直线,图乙中任取一曲线,即能分析出正反应为放热反应。变式训练2已知(HF)2(g)2HF(g)ΔH0,且平衡体系的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.温度:T1T2B.平衡常数:Ka=KbKcC.反应速率:vbvaD.当=30g·mol-1时,n(HF)∶n[(HF)2]=2∶1答案C解析由题给信息知该反应为气体体积增大的吸热反应,从图像可以看出,当压强不变时,由T1到T2,增大,说明n总减小,平衡左移,即平衡向放热反应方向移动,所以由T1到T2为降低温度的过程,即T1T2,A项错误;由于T1温度较高,升高温度平衡右移,故温度为T1时的平衡常数大于温度为T2时的平衡常数,再结合温度不变平衡常数不变知,KbKa=Kc,B项错误;温度越高,压强越大,反应速率越大,故vbva,C项正确;设HF为xmol,(HF)2为ymol,3.反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像【例3】已知A(g)+B(g)2C(g),反应过程中C的百分含量与温度关系如图所示,下列说法正确的是()A.正反应速率:v(c)v(d)v(b)B.化学平衡常数:K(d)K(c)C.c点向d点变化时,v(正)v(逆)D.d点状态加入合适的催化剂可使C%增大考题点睛答案C解析温度越高,反应速率越大,则正反应速率v(d)v(c)v(b),A错误;正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,K减小,则化学平衡常数:K(d)K(c),B错误;由c点向d点变化时,平衡逆向移动,可知v(正)v(逆),C正确;d点时加入催化剂不会使平衡移动,C%不变,D错误。方法技巧对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M点前,表示化学反应从反应物开始,则v(正)v(逆);M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况,即升温A%增大(C%减小),平衡逆向移动,ΔH0。变式训练3工业上利用CO和H2合成二甲醚:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),为了寻找合适的温度,研究者进行了多次实验,每次实验保持原料气组成(3molCO、3molH2)、体积(10L)、反应时间等因素不变,实验结果如图所示。下列说法正确的是()A.X、Y两点对应的CO正反应速率相等B.合成二甲醚的正反应ΔH0C.反应温度控制在240~260℃D.选择合适催化剂,可以提高CO的转化率答案C解析