解析:在其他条件不变的情况下,升高温度加快反应速率,缩短反应到达平衡的时间.由图象可知,T1温度下,反应先达平衡,所以T1>T2.在其他条件不变的情况下,升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度平衡向放热方向移动.因为T1>T2,达平衡时T1温度下A的含量较大,即A的转化率降低,所以升温时平衡向逆反应方向移动.因此该反应的正方向为放热反应,即△H<0,故正确答案选C.
例4、 现有可逆反应A(g)+2B(g) nC(g);△H<0,在相同温度、不同压强时,A的转化率跟反应时间(t)的关系如图4,其中结论正确的是()
A.p1>p2,n>3 B.p13 C.p1p2,n=3
解析:当其他条件不变时,对于有气体参加的可逆反应,压强越大,到达平衡的时间越短.图象中曲线和横轴平行,表明反应已达平衡.由图象知道,当压强为p2时,该反应到达平衡的时间较短,故p1
4、恒压(温)线
该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率,横坐标为温度或压强.
例5 、对于反应2A(g)+B(g) 2C(g);△H<0,下列图象正确的是 ()
解析:首先要知道该反应是气体体积缩小的放热反应.此反应的平衡体系受压强的影响是:增大压强平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B的含量减小,C的含量增大.升高温度,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,B的含量增大,C的含量减小.A图象虽表示B的含量随温度升高而增加,但若平衡是从C物质开始反应而建立的,则符合此反应.另外,从反应开始到建立平衡,温度越高,到达平衡的时间越短.由于该反应是放热反应,建立平衡后,温度越高,B的含量就应越大.因此A、D图象正确,符合上述平衡体系,B、C图象不符合题意.
5.速率—温度(压强)图
例6、 对于可逆反应:A2(g)+3B2(g) 2AB3(g);△H<0,下列图象中正确的是 ()
解析:该反应的正反应是气体体积缩小且放热的反应.图象A正确,因为温度升高,正逆反应都加快,在二曲线相交处可逆反应达到平衡,交点后逆反应速率的增加更为明显,与正反应是放热反应相符.针对该反应特点,只升温而使平衡向逆反应方向移动,A的含量增加;只加压而使平衡向正反应方向移动,A的含量减少,B也正确.对可逆反应,温度越高,到达平衡的时间越短,C不合题意.图象D表示的意义是:增大压强逆反应速率的加快比正反应明显,与本反应是气体体积减小的特点相悖,故正确答案为A,B
【例1】(2010重庆卷,10) 当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥
答案B
【解析】本题考查化学平衡的移动。该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
【方法提炼】对于恒容容器,通入稀有气体,由于容器的体积不变,各组分的浓度保持不变,故反应速率保持不变,平衡也即不移动。若为恒压容器,通入稀有气体,容器的体积膨胀,对于反应则相当于减压。
【例2】(2010四川理综卷,13)反应aM (g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中:Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是
A.同温同压Z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加
B.同压同Z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加
C.同温同Z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加
D.同温同压时,增加Z,平衡时Q的体积分数增加。
答案:B
解析:本题考查了平衡移动原理的应用。A项加入催化剂只能改变反应速率,不会使平衡移动。B项由图像(1)知随着温度的升高M的体积分数降低,说明正反应吸热,所以温度升高平衡正向移动,Q的体积分数增加。C项对比(1)(2)可以看出相同温度条件,压强增大M的体积分数增大,所以正反应是体积缩小的反应,增大压强Q的体积分数减小。D项由C项可以判断D也不对。
【例3】(2010全国卷1,27)(15分)在溶液中,反应A+2B C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为 、 及 。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
②_______________;
③_______________;
(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;
(3)该反应的 _________0,判断其理由是__________________________________;
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率:
实验②: =__________________________________;
实验③: =__________________________________。
【解析】(1)②使用了(正)催化剂;理由:因为从图像可看出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而②比①所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由:因为该反应是在溶液中进行的反应,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同,故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于③和①相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反应速率的
(2)不妨令溶液为1L,则②中达平衡时A转化了0.04mol,由反应计量数可知B转化了0.08mol,所以B转化率为 ;同样在③中A转化了0.06mol,则生成C为0.06mol,体积不变,即平衡时C(c)=0.06mol/L
(3) ﹥0;理由:由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小,即A的转化率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反应是吸热反应, ﹥0
(4)从图上读数,进行到4.0min时,实验②的A的浓度为:0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L, ,∴ =2 =0.014mol(L•min)-1;进行到4.0mi实验③的A的浓度为:0.064mol/L:△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L, ,∴ = =0.0089mol(L•min)-1
【答案】(1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变
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