第七章专题讲座涉及化学反应速率和平衡图像的综合应用VIP免费

专题讲座涉及化学反应速率和平衡图像的综合应用2下页末页上页首页一、化学反应速率的图像1．速率—时间图像此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。如N2＋3H22NH3ΔH<0，建立平衡后，加热对速率的影响如图。3下页末页上页首页2．全程速率—时间图像如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。解释原因：AB段(v逐渐增大)，因为是放热反应，随反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率的逐渐增大；BC段(v逐渐减小)，则主要因为随反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，导致反应速率逐渐减小。4下页末页上页首页3．物质的量(或浓度)—时间图像例如，某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。5下页末页上页首页(1)由图像得出的信息是：①X、Y是反应物，Z是产物；②t3时反应达平衡，X、Y没有全部反应。(2)根据图像可进行如下计算：①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝n1－n3V·t3mol·L－1·s－1，Y的转化率＝n2－n3n2×100%；②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。6下页末页上页首页4．速率—温度(压强)图像曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度升高后逆反应速率增大得快，平衡逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡正向移动。7下页末页上页首页二、化学平衡的图像1．含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。其他条件不变，改变任一条件，如：使用催化剂或升高温度或增大压强时，都能加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。8下页末页上页首页9下页末页上页首页解答这类图像题时采用“先拐先平，数值大”原则，即该类图像的折点表示反应达到平衡的时间，越先出现拐点，达到平衡所用的时间越短，说明反应速率越快，进一步可以确定T的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点(ΔH和ΔVg)。10下页末页上页首页2．转化率(或浓度)—温度—压强图像[简称恒压(温)线]已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应A(g)＋B(g)C(g)中反应物的转化率αA为例说明]解答这类图像题时应注意以下两点：11下页末页上页首页(1)“定一议二”原则：可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，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，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，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，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，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。12下页末页上页首页3．两种特殊图像(1)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)，平衡左移，ΔH<0。13下页末页上页首页(2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v(正)>v(逆)；右下方(F点)，则v(正)