高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡学案，共6页。

1．化学平衡图像的类型与解题原则
(1)速率—时间图像(v­t图像)：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
Ⅰ.v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动。
Ⅱ.v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应。
Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。
(2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。
(3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像：
Ⅰ Ⅱ
解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如上图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
2．化学平衡图像题的解题流程
[专题对练]
1．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH<0
B．CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH>0
C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g) ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH<0
A [四个选项中，水蒸气均为生成物，由温度—时间图像可知，T2先达到平衡，因此T2>T1，温度升高，水蒸气含量减少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意；由压强—时间图像可知，p1先达到平衡，即p1>p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加，因此正反应是气体体积减小的反应，因此D不符合题意，只有A符合题意。]
2．已知某可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g) ΔH在密闭容器中进行，如图所示，反应在不同时间t、温度T和压强p与反应物B在混合气体中的百分含量(B%)的关系曲线，由曲线分析下列判断正确的是( )
A．T1>T2，p1>p2，m＋n>p，ΔH>0
B．T1>T2，p1p，ΔH>0
C．T1D．T1p2，m＋n>p，ΔH<0
A [由“先拐先平数值大”可知T1>T2、p1>p2，温度越高，B%越小，说明升温平衡正向(吸热方向)移动，ΔH>0，压强越大，B%越小，说明增大压强平衡正向移动，m＋n>p。]
3．FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)Fe(SCN)2＋(aq)。已知平衡时，c[Fe(SCN)2＋]与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．FeCl3(aq)与KSCN(aq)的反应是放热反应
B．T1、T2时反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．反应处于D点时，一定有v正＜v逆
D．恒温下加入KCl固体，平衡逆向移动
A [图像中曲线上的A、B、C三点为不同温度下的平衡状态，D在曲线下方，未处于平衡状态，c[Fe(SCN)2＋]比平衡状态小，应向正反应方向移动，随着温度的升高c[Fe(SCN)2＋]逐渐减小，说明正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动。ΔH＜0，A正确；反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则K减小，所以温度为T1＜T2时，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2，B错误；D在曲线下方，未处于平衡状态，c[Fe(SCN)2＋]比平衡状态小，应向正反应方向移动，v正＞v逆，C错误；恒温下加入KCl固体，由于钾离子、氯离子不参与反应，则平衡不移动，D错误。]
4．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如图所示变化规律(p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：
A B
C D
根据以上规律判断，下列结论正确的是( )
A．反应Ⅰ：ΔH>0，p2>p1
B．反应Ⅱ：ΔH<0，T1>T2
C．反应Ⅲ：ΔH>0，T2D．反应Ⅳ：ΔH<0，T2>T1
B [由反应Ⅰ的图可知，温度升高，A的转化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，ΔH<0，由反应式得：压强越大，A的转化率越大，故p2>p1，A错误；由反应Ⅱ的图得：先达平衡对应的温度高，即T1>T2，温度越高时n(C)越小，说明该反应的正反应是放热反应，即ΔH<0，B正确；反应Ⅲ由于没有其他限制条件和提示，能从两方面进行讨论，一方面若该反应的正反应是吸热反应，ΔH>0，则有T2>T1的关系，若该反应的正反应是放热反应，ΔH<0，则可推出T2T1，则该反应的正反应是吸热反应，即ΔH>0，D错误。]
5．对于H2(g)＋I2(g)2HI(g)，ΔH＜0，根据下图，下列说法错误的是( )
A．t2时可能使用了催化剂
B．t3时可能采取减小反应体系压强的措施
C．t5时采取升温的措施
D．反应在t6时刻，HI体积分数最大
D [改变压强、使用催化剂，平衡均不移动，t2时可能增大压强或使用催化剂，A正确；t3时正、逆反应速率同等程度减小，可能为减小压强，B正确；t5时正、逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件为升高温度，C正确；平衡逆向移动，HI的体积分数减小，t1时HI的体积分数最大，D错误。]
6．对于反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g) ΔH＜0，下列各图所表示的变化符合勒夏特列原理的是( )
A B C D
D [升高温度平衡应逆向移动，逆反应速率应大于正反应速率，不符合勒夏特列原理，故A错误；升高温度平衡应逆向移动，温度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理但不符合先拐温度越高原则，故B错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，不符合勒夏特列原理，故C错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，温度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理，故D正确。]
7．下列叙述与下图相对应的是( )
A．对于达到平衡状态的N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，图①表示在t0时刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移动
B．由图②可知，p2＞p1，T1＞T2满足反应：2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＜0
C．图③表示的反应方程式为2A===B＋3C
D．对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH＜0，图④y轴可以表示Y的百分含量
B [图①，如果在t0时刻充入了一定的NH3，逆反应速率瞬间增大，正反应速率瞬间不变，v正应与平衡点相连，A错误；增大压强，反应速率增大，升高温度，反应速率增大，故先达到平衡，由先拐先平知p2＞p1，T1＞T2，压强增大平衡正向进行，C的百分含量增大，图像符合，温度越高，C%含量减小，升温平衡逆向进行，图像符合，B正确；从图像可知到t1时刻，A的浓度减少：(2.0－1.2)ml·L－1＝0.8 ml·L－1，B的浓度增加0.4 ml·L－1，C的浓度增加1.2 ml·L－1，反应为可逆反应，根据浓度变化之比等于化学计量数之比，确定化学反应方程式为2AB＋3C，C错误；从图像可知，温度T升高，y降低。而对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH＜0，升高温度，平衡左移，Y的百分含量升高，故y不能表示Y的百分含量，D错误。]