第2課時化學反應速率與化學

平衡綜合圖像第二章章末復習1.了解幾種?？继厥鈭D像。2.能提取有效信息綜合分析多曲線圖像，正確解答相關問題(重、難點)。學習目標目標一幾種特殊曲線分析目標二多曲線復雜圖像的分析內容索引幾種特殊曲線分析

一(1)M點之前，溫度低反應速率小，測定時反應為非平衡狀態(tài)，v正＞v逆。(2)M點為平衡點，M點后為平衡移動受溫度影響的情況。升高溫度，平衡向逆反應方向移動，Q<0。(3)由圖2可得出a＋b<c＋d。例1

對于反應aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)

ΔH＝Q的變化曲線如下圖：類型一拋物線型曲線分析(1)反應過程中壓強增大(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)反應物濃度：a點>b點(填“>”“<”或“＝”，下同)。(3)該反應的焓變ΔH<0。(4)c點是否是平衡狀態(tài)：否(填“是”或“否”)。例2

向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下反應SO2(g)＋NO2(g)

SO3(g)＋NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如圖所示：(1)a＝3∶1。(2)A、B、C三點H2的平衡轉化率由大到小的順序：αA(H2)>αB(H2)>αC(H2)，三點的平衡常數大小關系：相等。例3

一定溫度下，發(fā)生反應：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH<0，改變反應物的投料比，NH3的平衡體積分數隨

的變化曲線如圖所示：(1)L線上所有的點都是平衡點，L線上方(E點)，A%大于平衡體系的A%，則E點Q<K，反應正向進行，v正>v逆。(2)同理分析，F(xiàn)點Q>K，反應逆向進行，v正<v逆。例4

對于化學反應mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)(如圖)，分析E、F點反應進行的方向。類型二曲線及曲線外標記特殊點圖像對點訓練1.已知A(g)＋B(g)

2C(g)，反應過程中C的百分含量與溫度的關系如圖所示，下列說法正確的是A.正反應速率：v(c)>v(d)>v(b)B.化學平衡常數：K(d)>K(c)C.c點向d點變化時，v正<v逆D.d點狀態(tài)加入合適的催化劑可使C%增大√溫度越高，反應速率越大，則正反應速率：v(d)>v(c)>v(b)，A錯誤；正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，K減小，則化學平衡常數：K(d)<K(c)，B錯誤；由c點向d點變化時，平衡逆向移動，可知v正<v逆，C正確；d點時加入催化劑不會使平衡移動，C%不變，D錯誤。對點訓練2.如圖是在其他條件一定時，反應：2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)中NO的最大轉化率與溫度的關系曲線。圖中坐標有A、B、C、D、E5點。(1)其中表示已達平衡狀態(tài)，v正＝v逆的點是____。(2)其中表示未達平衡狀態(tài)，v正>v逆的點是___。(3)其中表示未達平衡狀態(tài)，v正<v逆的點是____。(4)該反應的ΔH___0。BDCAE<對點訓練3.如圖表示500℃、60.0MPa條件下，平衡時NH3的體積分數與原料氣投料比的關系。若投料比為4時，氨氣的體積分數為40%，NH3的體積分數可能為圖中的____點，平衡時N2的體積分數為___。P8%如果投料比為3，達到平衡狀態(tài)時，氮氣和氫氣的轉化率相等，此時氨氣的體積分數最大，若投料比為4時，氮氣的轉化率升高、氫氣的轉化率降低，NH3的體積分數減??；設投入的n(N2)＝xmol，n(H2)＝4xmol，設消耗的氮氣為zmol，列三段式：

N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)開始/mol

x

4x

0反應/mol

z

3z

2z平衡/mol

x－z

4x－3z

2z返回多曲線復雜圖像的分析

二X代表____，A1_____(填“>”“<”或“＝”)A2，判斷依據是_______。答案溫度>溫度相同時，增大CS2(g)的投料，平衡正向移動，水的轉化率升高例1150℃時，發(fā)生的反應為CS2(g)＋2H2O(g)

CO2(g)＋2H2S(g)

ΔH＝－46kJ·mol－1。在恒溫恒容條件下發(fā)生上述反應，測得H2O的平衡轉化率[α(H2O)]與溫度、投料比[A＝

]的關系如圖所示。類型一與平衡移動有關的多曲線圖像分析當升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，相應的點分別為________(填字母)。答案AE例22HI(g)

H2(g)＋I2(g)

ΔH＞0，v正～x(HI)和v逆～x(H2)的關系可用右圖表示。當v正＝v逆時為平衡狀態(tài)，升高溫度正、逆反應速率均增大，對應兩點在1.6上面，升高溫度，平衡向正反應方向移動，x(HI)減小(A點符合)，x(H2)增大(E點符合)。(1)反應ⅰ的平衡常數、產物丙烯選擇性、副產物乙烯選擇性與溫度的關系如圖所示，分析工業(yè)生產中采用的溫度為650℃左右的原因是___。例3

丙烷催化直接脫氫反應：C3H8(g)

C3H6(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋124.3kJ·mol－1(ⅰ)副反應：C3H8(g)

C2H4(g)＋CH4(g)

ΔH2(ⅱ)類型二根據圖像判斷催化效率或反應的選擇性答案丙烯選擇性高，反應速率快，平衡常數大答案50(2)溫度為670℃時，若在1L的容器中投入8molC3H8，充分反應后，平衡混合氣體中有2molCH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4，計算該條件下C3H6

的選擇性為________%。平衡混合氣體中有2molCH4，則根據反應ⅱ可知平衡時該反應消耗的n1(C3H8)＝2mol；設平衡時C3H6的物質的量為xmol，根據反應ⅰ可知平衡時n(H2)＝xmol，反應ⅰ消耗的n2(C3H8)＝xmol，則平衡時容器中n(C3H8)＝(8－2－x)mol，測得反應體系中各物質的產率或轉化率與催化劑的關系如圖所示。則催化劑中

約為______時最有利于二甲醚的合成。答案2.0例4

采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn的合金)，利用CO和H2制備二甲醚(DME)。主反應：2CO(g)＋4H2(g)

CH3OCH3(g)＋H2O(g)副反應：CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)、CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)歸納總結分析復雜圖像要做到四看一看橫縱坐標、二看是否平衡態(tài)、三看曲線走勢關鍵點、四看方程式的特點(系數、熱效應)。1231.在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應相同時間，測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是自我測試A.反應2NO(g)＋O2(g)

2NO2(g)的ΔH>0B.圖中X點所示條件下，延長反應時間不能提高NO的轉化率C.圖中Y點所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO的轉化率D.380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO的平衡轉化率為50%，

則平衡常數K>2000√12自我測試由虛線可知，隨溫度升高，NO的平衡轉化率逐漸降低，說明平衡逆向移動，則NO與O2反應生成NO2的反應為放熱反應，ΔH<0，A項錯誤；由圖像知，X點未達到平衡，延長時間反應繼續(xù)向右進行，NO的轉化率增大，B項錯誤；Y點為平衡點，增大O2的濃度，平衡正向移動，可以提高NO的轉化率，C項錯誤；312自我測試32.已知：無CO時反應2NO(g)

N2(g)＋O2(g)，有CO時反應2CO(g)＋2NO(g)

2CO2(g)＋N2(g)。某研究小組以AgZSM為催化劑，在容積為1L的容器中，相同時間下測得0.1molNO轉化為N2的轉化率隨溫度變化如圖所示。下列說法不正確的是12自我測試3√12自我測試3由圖可知，升高溫度NO的轉化率減小，則升高溫度平衡逆向移動，2NO(g)

N2(g)＋O2(g)的ΔH<0，A正確；催化劑具有選擇性，X點可以通過更換高效催化劑提高NO的反應速率，B正確；12自我測試312自我測試32CO(g)＋2NO(g)

2CO2(g)＋N2(g)中增大CO的量，可促進NO的轉化，而CO的轉化率下降，D正確。12自我測試33.將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)