高二化學(xué)教案：《化學(xué)平衡圖像》教學(xué)設計

　　一、復習鞏固

　　復習化學(xué)平衡的建立、特征和標志； 化學(xué)平衡的移動(dòng)；平衡移動(dòng)原理。等效平衡的原理、規律以及應用。

　　二、知識梳理

　　考點(diǎn)1：化學(xué)平衡圖象問(wèn)題的識別分析方法

　　化學(xué)平衡圖象問(wèn)題的識別無(wú)外乎是看坐標、找變量、想方程、識圖象四個(gè)方面，即準確認識橫、縱坐標的含義，根據圖象中的點(diǎn)（起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉折點(diǎn)）、線(xiàn)（所在位置的上下、左右、升降、彎曲）特征，結合題目中給定的化學(xué)方程式和數據，應用概念、規律進(jìn)行推理判斷．但識圖是關(guān)鍵，筆者認為應以橫坐標的不同含義把圖象分為兩大類(lèi)：①時(shí)間（t）類(lèi)，②壓強（p）或溫度（T）類(lèi)．這兩類(lèi)的特征分別如下．

　　1.時(shí)間（t）類(lèi)

　�。�1）圖象中總有一個(gè)轉折點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)所對應的時(shí)間為達到平衡所需時(shí)間，時(shí)間的長(cháng)短可確定化學(xué)反應速率的大小，結合濃度、溫度、壓強對化學(xué)反應速率的影響規律，可確定濃度的大小，溫度的高低和壓強的大�。�

　�。�2）圖象中總有一段或幾段平行于橫軸的直線(xiàn)，直線(xiàn)上的點(diǎn)表示可逆反應處于平衡狀態(tài)．

　�。�3）這幾段直線(xiàn)的相對位置可確定化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，若因溫度升降引起的平衡移動(dòng)，就可確定可逆反應中是Q＞0還是Q＜0；若因壓強增減引起的平衡移動(dòng)，就可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應中，反應物的系數和與生成物的系數和之間的相對大�。�

　　2.壓強（p）或溫度（T）類(lèi)

　�。�1）圖象均為曲線(xiàn)．

　�。�2）曲線(xiàn)上的點(diǎn)表示可逆反應在相應壓強或溫度下處于平衡狀態(tài)；而不在曲線(xiàn)上的點(diǎn)表示可逆反應在相應壓強或溫度下未達到平衡狀態(tài)，但能自發(fā)進(jìn)行至平衡狀態(tài)．

　�。�3）曲線(xiàn)的相對位置、變化趨勢決定了化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，若溫度變化引起的平衡移動(dòng)，即可確定可逆反應中是Q＞0還是Q＜0；若因壓強改變引起的平衡移動(dòng)，即可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應中反應物的系數和與生成物的系數和之間的相對大小

　　考點(diǎn)2：解答化學(xué)平衡圖像題的“三看”、“兩法”

　　三、例題精析

　　【例題1】可逆反應mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)反應過(guò)程中，當其他條件不變時(shí)，C的體積分數j(C)在不同溫度(T)和不同壓強(P)的條件下隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是（    ）

　　A．達到平衡后，若使用催化劑，C的體積分數將增大

　　B．當平衡后，若溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應方向移動(dòng)

　　C．化學(xué)方程式中，n＞e+f

　　D．達到平衡后，增加A的質(zhì)量有利于化學(xué)平衡向正反應方向移動(dòng)

　　【答案】B

　　【解析】從（1）圖中應先判斷出T1與T2溫度的大小關(guān)系。在其他條件不變時(shí)，溫度升高，反應速率變大，達到平衡時(shí)間越短。由此可知，T2＞T1。從圖（1）分析可知溫度較高時(shí)j(C)變小，說(shuō)明升高溫度時(shí)，平衡向逆反應方向移動(dòng)，所以該正反應是放熱反應。B選項是正確的。從（2）圖中，應先判斷出P1與P2大小關(guān)系。在其他條件不變情況下，壓強越大，達到平衡的時(shí)間就越短，由此可知P2＞P1。從圖中可知，壓強增大時(shí)j(C)變小，說(shuō)明增大壓強平衡向逆反應方向移動(dòng)，逆反應方向是氣體體積減小方向，即n＜e+f，C項錯誤。由于使用催化劑，并不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，A項錯誤。在化學(xué)平衡中，增大或減小固體物質(zhì)的質(zhì)量不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。因此D項錯誤。解答這類(lèi)圖象題時(shí)，必須要抓住縱坐標(變量)即C的體積分數與外界條件變化的關(guān)系，分析得出相應正確的結論。

　　【例題2】已知某可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)在密閉容器中進(jìn)行，右圖表示在不同反應時(shí)間t時(shí)，溫度T和壓強P與反應物B在混合氣體中的體積分數B%的關(guān)系曲線(xiàn)，由曲線(xiàn)分析，下列判斷正確的是（    ）

　　A．T1＜T2  P1＞P2  m＋n＞P  ΔH<0

　　B．T1＞T2  P1＜P2  m＋n＞P  ΔH>0

　　C．T1＜T2   P1＞P2  m＋n＜P  ΔH<0

　　D．T1＞T2  P1＜P2  m＋n＜P  ΔH>0

　　【答案】D

　　【解析】本題考查根據溫度、壓強變化對化學(xué)平衡移動(dòng)的影響來(lái)判斷化學(xué)方程式的特點(diǎn)。分析圖象，可以分兩個(gè)層次考慮:（如圖將三條曲線(xiàn)分別標為①、②、③）。從①、②曲線(xiàn)可知，當壓強相同（為P2）時(shí)，②先達平衡，說(shuō)明T1＞T2 ；又因為T(mén)2低，B%大，即降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明逆向放熱，正向吸熱。從②、③曲線(xiàn)可知，當溫度相同（為T(mén)1）時(shí)，②先達平衡，說(shuō)明P2＞P1 ；又因為P2大，B%大，即增大壓強，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明逆方向為氣體體積減小的方向，m＋n＜P。 綜合以上分析結果：T1＞T2， P1＜P2，m＋n＜P，正反應為吸熱反應。識別此題的圖像，要從兩點(diǎn)入手，其一，斜線(xiàn)的斜率大小與反應速率大小關(guān)聯(lián)，由此可判斷溫度、壓強的高低；其二，水平線(xiàn)的高低與B%大小相關(guān)聯(lián)，由此可分析出平衡向那個(gè)方向移動(dòng)。

　　【例題3】在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質(zhì)的量隨反應時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖，下列表述中正確的是（    ）

　　A．反應的化學(xué)方程式為：2MN      B．t2時(shí)，正逆反應速率相等，達到平衡

　　C．t3時(shí)，正反應速率大于逆反應速率      D．t1時(shí)，N的濃度是M濃度的2倍

　　【答案】D源

　　【解析】本題以化學(xué)反應速率與化學(xué)平衡為素材，考核觀(guān)察圖象及其信息加工的能力。從圖象可知，t1時(shí)，N的物質(zhì)的量是6mol，M的物質(zhì)的量是3mol，故N的濃度是M濃度的2倍是正確的；同時(shí)也可得出反應的化學(xué)方程式為：2NM；t2時(shí)，正逆反應速率雖然相等，但尚未達到平衡，因為此時(shí)M、N的物質(zhì)的量還在增大與減少，t3時(shí)M、N的物質(zhì)的量保持不變，說(shuō)明已達平衡狀態(tài)，則正反應速率等于逆反應速率。主要考查化學(xué)反應速率、化學(xué)平衡等知識，已經(jīng)抽象到?jīng)]有具體的元素符號，并且以看圖設置情境設問(wèn)，因此對觀(guān)察能力作了重點(diǎn)考查，思維能力要求也較高。圖的橫坐標是時(shí)間，繪出了t1、t2、t33個(gè)時(shí)刻�？v坐標既不是速率，也不是濃度，而是物質(zhì)的量。仔細審視各時(shí)間段中物質(zhì)的量的變化。

　　四、課堂練習

　　【基礎】

　　1. 反應：L(s)＋aG(g)bR(g)達到平衡時(shí)，溫度和壓強對該反應的影響如下圖所示。圖中：壓強p1＞p2，x軸表示溫度，y軸表示平衡混合氣中G的體積分數。據此可判斷（    ）

　　A．上述反應是放熱反應                B．上述反應是吸熱反應

　　C．a(chǎn)＞b                            D．a(chǎn)＜b

　　【答案】BD

　　【解析】由圖給信息可知，隨著(zhù)溫度的升高，平衡混合氣中G的體積分數減小，說(shuō)明該反應的正反應方向為吸熱反應；由圖知，在相同溫度下，壓強增大，說(shuō)明平衡混合氣中G的體積分數也增大，說(shuō)明該反應的正反應方向是氣體分子數增大的反應，即a＜b。

　　2. 在容積可變的密閉容器中存在如下反應：2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g) ΔH<0。該可逆反應的反應速率-時(shí)間、轉化率-時(shí)間關(guān)系圖如下：

　　下列分析中不正確的是（    ）

　　A．圖Ⅰ可體現t0時(shí)升高溫度對反應速率的影響

　　B．圖Ⅱ可體現t0時(shí)增大壓強(縮小體積)或使用催化劑對反應速率的影響

　　C．圖Ⅲ可體現催化劑對化學(xué)平衡的影響，且甲使用了催化劑

　　D．圖Ⅲ可體現溫度對化學(xué)平衡的影響，且乙的溫度較高

　　【答案】C

　　【解析】升高溫度平衡向逆反應方向移動(dòng)，且正逆反應速率都增大，所以A對；增大壓強或使用催化劑，正逆反應速率都增大，且平衡不發(fā)生移動(dòng)，B對；使用催化劑對平衡沒(méi)有影響，A的轉化率不變，C錯；因為乙先達到平衡，所以乙的溫度高，升高溫度平衡向逆反應方向移動(dòng)，A的轉化率減小，D對。

　　【鞏固】

　　1. 可逆反應A(g)＋2B(g) 3C(g)＋4D(g)　ΔH>0，在恒容密閉容器中達到平衡后，改變某一條件，下列圖像正確的是（    ）

　　【答案】D

　　【解析】A項，該反應是吸熱反應，升溫平衡正向移動(dòng)，則平衡常數K應增大，A錯；B項，增大壓強平衡逆向移動(dòng)，則B的轉化率降低，B錯；C項，催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，則D的產(chǎn)率不變，C錯；D項，化學(xué)平衡常數只受溫度影響，故正確。

　　2. 現有可逆反應A(g)＋2B(g) nC(g)　ΔH<0，在相同溫度、不同壓強時(shí)，A的轉化率跟反應時(shí)間(t)的關(guān)系如下圖所示，其中結論正確的是（    ）

　　A．p1>p2，n>3　　　　　　    B．p1<p2，n>3

　　C．p1<p2，n<3     D．p1>p2，n＝3

　　【答案】B

　　【解析】根據圖像可知在p2時(shí)反應達到平衡的時(shí)間短，說(shuō)明化學(xué)反應速率快，即壓強p2>p1；由縱坐標可判斷，壓強高時(shí)對應的A的轉化率低，即增大壓強化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，1＋2<n，B項正確。

　　【拔高】

　　1. 電鍍廢液中Cr2O72－可通過(guò)下列反應轉化成鉻黃(PbCrO4)：

　�。╝q）+2Pb2＋（aq）+H2O（l）2PbCrO4（s）+2H＋（aq）  ΔH< 0

　　該反應達平衡后，改變橫坐標表示的反應條件，下列示意圖正確的是（    ）

　　【答案】A

　　【解析】 圖像問(wèn)題。由題意知該反應是一個(gè)放熱的可逆反應，升高溫度平衡向吸熱的逆反應方向移動(dòng)，依據平衡常數的表達式，可知K應該減小，A正確；pH增大溶液堿性增強，會(huì )中和溶液中H＋，降低生成物濃度平衡向反方應方向移動(dòng)，的轉化率會(huì )增大，B不正確；溫度升高，正、逆反應速率都增大，C錯誤；增大反應物Pb2＋的濃度，平衡向正反應方向移動(dòng)，的物質(zhì)的量會(huì )減小，D不正確。

　　2.（2017?安徽模擬）?對于密閉容器中可逆反應A2（g）＋3B2（g）═2AB3（g），探究單一條件改變情況下，可能引起平衡狀態(tài)的改變，得到如圖所示的曲線(xiàn)（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）下列判斷正確的是（    ）

　　A. 加入催化劑可以使狀態(tài)d變?yōu)闋顟B(tài)b

　　B. 若T1＞T2，則逆反應一定是放熱反應

　　C. 達到平衡時(shí)A2的轉化率大小為：b＞a＞c

　　D. 在T2和n（A2）不變時(shí)達到平衡，AB3的物質(zhì)的量大小為：c＞b＞a

　　【答案】D

　　【解析】A．催化劑只改變反應速率不改變平衡移動(dòng)，所以加入催化劑不可能使狀態(tài)d變?yōu)闋顟B(tài)b，故A錯誤；

　　B．若T1＞T2，由圖象可知溫度升高AB3的平衡體積分數減小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應分析移動(dòng)，則逆反應為吸熱反應，故B錯誤；

　　C．由圖可知，橫坐標為B2的物質(zhì)的量，增大一種反應物的量會(huì )促進(jìn)另一種反應物的轉化率增大，則B2越大達到平衡時(shí)A2的轉化率越大，即達到平衡時(shí)A2的轉化率大小為c＞b＞a，故C錯誤；

　　D．由圖可知，橫坐標為B2的物質(zhì)的量，增大一種反應物的量必然會(huì )促進(jìn)另一種反應物的轉化，則B2越大達到平衡時(shí)A2的轉化率越大，生成物的物質(zhì)的量越大，則平衡時(shí)AB3的物質(zhì)的量大小為：c＞b＞a，故D正確；故選D。

　　五、課后作業(yè)

　　【基礎】

　　1．在密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下反應：2A(g)+B(g)2C(g)；ΔH<0。達到平衡后，改變一個(gè)條件(X)，下列量(Y)的變化一定符合圖中曲線(xiàn)的是（    ）

　　2．反應A2+B22AB在不同溫度和壓強改變的條件下產(chǎn)物AB的生成情況如圖所示，a為500℃，b為反應在300℃時(shí)情況，c為反應在300℃時(shí)從時(shí)間t3開(kāi)始向容器中加壓的情況，則下列敘述正確的是（    ）

　　A．A2、B2、AB均為氣體，△H<0

　　B．AB為氣體，A2、B2中有一種為非氣體，△H<0

　　C．AB為氣體，A2、B2中有一種為非氣體，△H>0

　　D．AB為固體，A2、B2中有一種為非氣體，△H<0

　　3．對于可逆反應ｍＡ（ｇ）＋ｎＢ（ｓ）       ｐＣ（ｇ）＋ｑＤ（ｇ）反應過(guò)程中，其他條件不變時(shí)，產(chǎn)物Ｄ的質(zhì)量分數Ｄ％與溫度Ｔ或壓強p的關(guān)系如圖所示，請判斷下列說(shuō)法正確的是（    ）?

　�。粒�降溫，化學(xué)平衡向正反應方向移動(dòng)

　�。拢�使用催化劑可使D%有所增加

　�。茫�化學(xué)方程式中氣體的化學(xué)計量數ｍ＜ｐ＋ｑ

　�。模瓸的顆粒越小，正反應速率越快，有利于平衡向正反應方向移動(dòng)

　　【鞏固】

　　1.反應 2X（氣）＋ Y（氣）2Z（氣）+熱量，在不同溫度（T1和T2）及壓強（p1和p2）下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量（n2）與反應時(shí)間（t）的關(guān)系如右圖所示。下述判正確的是（ ）

　　A. T1＞T2，p1＜p2           B. T1＜T2，P1＞p2

　　C. T1＞T2，P1＞p2           D. T1＜T2，p1＜p2

　　2．已知某可逆反應在密閉容器中進(jìn)行. A（ｇ）＋2B（ｇ）  C（ｇ）＋D（ｓ）放出熱量，圖中曲線(xiàn)a代表一定條件下該反應的過(guò)程。若使a 曲線(xiàn)變?yōu)閎曲線(xiàn)，可采取的措施是（   ）

　　A．增大A的濃度         B．縮小容器的容積

　　C．加入催化劑          D．升高溫度

　　3．在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質(zhì)的量隨反應時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖，下列表述中正確的是（    ）

　　A．反應的化學(xué)方程式為.2MN

　　B．t2時(shí)，正逆反應速率相等，達到平衡

　　C．t3時(shí)，正反應速率大于逆反應速率

　　D．t1時(shí)，N的濃度是M濃度的2倍

　　【提高】

　　1.已知某可逆反應：mA(氣)+nB(氣)   xC(氣) +Q ，在密閉容器中進(jìn)行，右圖表示反應在不同時(shí)間t ，溫度T和壓強P與C在混合氣體中的百分含量（C%）的關(guān)系曲線(xiàn)，則（    ）

　　A．T1＞T2 ，P1＞P2 ，m+n＞x ，Q＞0

　　B．T1＜T2 ，P1＜P2 ，m+n＜x ，Q＜0

　　C．T1＞T2 ，P1＜P2 ，m+n＜x ，Q＞0

　　D．T1＜T2 ，P1＞P2 ，m+n＞x ，Q＜0

　　2.右圖表示可逆反應mA(g) + nB(g)  pC(g)在不同溫度(T)、壓強(P)下，生成物C的物質(zhì)的量分數x(C)的變化情況。下列關(guān)于該正反應熱效應及方程式中A、B、C的化學(xué)計量數的判斷中，正確的是（    ）

　　A．吸熱反應，m+n<p

　　B．吸熱反應，m+n>p

　　C．放熱反應，m+n<p

　　D．放熱反應，m+n>p

　　3．對于可逆反應  2AB3(g)  A2(g) ＋ 3B2(g)，△H>0；下列圖像正確的是（    ）

　　【答案】

　　【基礎】AC    B    AC

　　【鞏固】C    C     D

　　【提高】C    D    BD