前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇化学平衡图像范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、有关v-t图像解读
v-t图像中,横坐标表示时间,纵坐标表示反应速率。常常考查在某时间点或时间段内,根据速率的变化来推导其他因素的变化。
1.案例展示
例1在一定条件下的密闭容器中,发生如下反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
改变某一条件后,发生了如图1变化,并重新达到平衡,则该条件下叙述正确的是( )。
A.若该条件为减小压强,则有m+n>p+q
B.若该条件为增大压强,则有m+n<p+q
C.若升高温度,则该反应为吸热反应
D.该条件可能使用了正催化剂
图1分析根据图像可知,改变条件后:v(逆)>v(正),则平衡向逆反应方向移动,排除选项D;新平衡时的反应速率比旧平衡时的反应速率大,故减小压强是不对的,排除选项A;增大压强该平衡逆向移动,反应向着气体体积减小的方向移动,则有m+n<p+q,故B正确;升高温度该平衡逆向移动,反应向着吸热方向进行,故正向为放热反应,排除选项C。
2.方法解读
(1)根据改变条件后的v(正)、v(逆)的大小判断反应方向:v(正)>v(逆),平衡正向移动;
v(正)<v(逆),平衡逆向移动;v(正)=v(逆),平衡不移动。
(2)根据新平衡时的v′与旧平衡时的v比较,如果v′>v,则说明所改变的条件是增加,反之亦然。
(3)根据改变条件瞬间速率的连接点是“断开”还是“渐变”,来判断影响平衡的因素,“断开”
一般改变的是温度或压强,“渐变”一般改变的是浓度。
二、有关y-t折线图像解读
y-t折线图像中,横坐标表示时间,纵坐标往往不确定,可以是百分含量、转化率或者体积分数等物理量,常常用来同时考察温度和压强对反应的影响。
1.案例展示
例2密闭容器中,发生如下反应:
aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
如图2所示在不同的温度和压图2
强下的关系图,横坐标表示时间,纵坐标表示混合气体中B的质量分数,则下列判断正确的是( )。
A.T1>T2,p1<p2,a+b>c,该反应为放热反应
B.T1>T2,p1<p2,a+b<c,该反应为吸热反应
C.T1<T2,p1>p2,a+b<c,该反应为放热反应
D.T1>T2,p1>p2,a+b>c,该反应为吸热反应
分析图像中给出了三条线段,根据控制变量法,如果比较温度,则需要压强相等,故比较T1p2和T2p2这两条折线,其中温度较高的反应速率快,达到平衡所需要的时间就短,则“先拐”,故有T1>T2,在判断反应吸放热的时候,可以假设有这样一个过程,从T1T2,温度降低,对照纵坐标可知B的质量分数升高,则有降温平衡逆向移动,逆向为放热,正向为吸热反应;同理,比较T1p1和T1p2这两条折线,可以得到p1<p2,a+b<c,故正确选项为B。
2.方法解读
(1)根据控制变量法,找到两条等温线或等压线,确定两条研究对象;再根据“先拐先平值最大”原则,判断出温度或压强的大小。
(2)模拟过程进行“定一议二”,模拟一个从T1T2或者p1p2的过程,通过纵坐标的变化来判断化学平衡移动的方向,根据其中的逻辑关系得出反应的吸放热或者前后气体总体积的大小。
三、有关y-T/p曲线图像解读
在y-T/p的曲线图像中,横坐标表示温度或压强,纵坐标不确定,可以是百分含量、转化率或者体积分数等物理量,也常常用来同时考查温度和压强对反应的影响。
1.案例展示
例3在密闭容器中发生反应:
A(s)+B(g)2C(g) ΔH>0,
随着外界条件的改变发生如图3图3变化,那么y轴可以表示为( )。
A.反应在该条件下平衡时C的体积分数
B.反应在该条件下平衡时B体积分数
C.B的转化率
D.反应在该条件下平衡时混合气体的质量
分析根据题意,y轴的确定既要符合温度的变化,又要符合压强的变化。在讨论温度时,需要找一条等压线,三条线段中任意一个就可以,结合化学方程式和图像可知,升温,平衡正向移动,y轴所表示的量逐渐减小,故B符合;在讨论压强时,则需要找一条等温线,即在x轴上一点做x轴的垂线,与三条曲线相交于三点,根据这三点中任意两点来确定y轴的变化,结合化学方程式和图像可知,减小压强平衡正向移动,y轴减小,故B符合。据此,可以看出B既符合温度的变化又符合压强的变化,即为正确答案。
2.方法解读
(1)分析方程式,判断出温度或压强的改变对化学平衡的影响,记录化学平衡移动的方向。
(2)根据“定一议二”的方法分析图像,判断出温度或压强的改变对相关物理量造成的影响,记录y轴变化的趋向。
(3)将(1)(2)两项结合,移动的方向与y轴的变化相一致,则可以用y轴表示;反之亦然。
关键词:化学图像题 ; 离子反应; 化学平衡
化学图像题是一种重要的化学题型,它能考查学生分析图像、知识应用、归纳综合信息等多方面的能力。化学图像题的这一特点,使得它倍受命题人的青睐。平时教学中也可适时、恰当地使用化学图像题对学生理解所学的知识点也是大有帮助的。本文主要介绍两种常见类型的化学图像题:一类是离子反应图像题;一类是化学平衡图像题。
一、离子反应图像题
离子反应图像题是将离子反应的相关信息用图像的形式形象地表达出来的一类化学题。解答这类题的关键在于根据图像,分析离子反应过程。当然,不同图像的解析方法和技巧是不同的。以下笔者例举几种常见类型的解析方法和技巧。
1、有关气体生成量的离子反应图像题。
例1 将2.5g Na2CO3、NaHCO3、NaOH的固体混合物完全溶解于水,制成溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol・L-1的盐酸,所加入的盐酸体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如下图所示:
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式 。
(2)当加入35mL盐酸时,产生CO2的体积为mL(标准状况)。
(3)计算原混合物中NaOH的质量及Na2CO3的质量分数。
解析:由题图可知OA段没有产生CO2气体,故发生的反应为:
H++OH-=H2O,CO2-3+H+=HCO-3 。
当加入35mL盐酸时,只有10mL盐酸发生了反应HCO-3+H+=CO2+H2O,故V(CO2)=1mol・L-1×0.01L×22.4L・mol-1×103mL・L-1=224mL。
设Na2CO3、NaHCO3、NaOH的物质的量分别为x、y、z,则有: 106g・mol-1×x+84g・mol-1×y+40g・mol-1×z=2.5gx+y=1mol・L-1×(0.045-0.025)Lx+z=1mol・L-1×0.025L
解得:x=0.01mol,y=0.01mol,z=0.015mol
所以m(NaOH)=40g・mol-1×0.015=0.6g
ω(Na2CO3)=0.01mol×106g/mol2.5g×100=42.4。
2、有关离子生成量的离子反应图像题。
例2 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为 。
解析:据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3+>Cu2+,可知随铁粉的增加,反应的方程式分别为:
4HNO3(稀)+Fe=Fe(NO3)3+NO+2H2O
4mol 1mol 1mol
2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2
2mol 1mol 3mol
Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu
1mol 1mol 1mol
所以原溶液中,Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比即物质的量浓度之比为:(2mol-1mol):1mol:4mol=1:1:4。
二、化学平衡图像题
化学平衡图像题是考试中常见的一类题型,解这类题有“三步曲”:
(1)看懂图像:看图像要五看。一看面,即看清横坐标和纵坐标;二看线,即看线的走向、变化趋势;三看点,即看曲线的起点、重点、交点、拐点、原点、极值点等;四看要不要作辅助线,如等温线、等压线;五看定量图像中有关量的多少。
(2)联想规律:联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)推理判断:结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息,根据有关知识规律分析作出判断。
此外,解化学平衡图像题还有两个原则:
(1)“定一议二”原则:在化学平衡图像中,包括横坐标、纵坐标和曲线所表示的三个量,先确定横坐标(或纵坐标)所表示的量,再讨论纵坐标(或横坐标)与曲线的关系。
(2)“先拐后平,数值大”原则:在化学平衡图像中,先出现拐点的反应速率较快,先达到平衡,往往温度较高或压强较大。
以下笔者就一些常见的化学平衡图像题的类型进行具体地例析。
1、以速率―时间(v-t)图像描述化学平衡移动的本质
2、以物质的量(浓度)―时间(n(c)-t)图像描述可逆反应达平衡的过程
例3 一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体随反应时间变化的曲线如右图所示。下列叙述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为5YX
B.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.t2时,正、逆反应速率相等
D.t3时,逆反应速率大于正反应速率
解析:从图像可以看出,t2时刻X、Y两物质的物质的量相等,而不是反应速率相等,故C不正确;t3时,反应达到平衡状态,所以正反应速率等于逆反应速率,故D不正确;反应开始X指示的量不清晰,故无法判断化学方程式的化学计量数,故A不正确。该题答案选B,可根据图中数据得出结果。
3、化学平衡移动原理的应用。
例4 反应X(气)+3Y(气)2Z(气)+热量,在不同温度、不同压强(p1>p2)下,达到平衡时,混合气体中Z的质量分数随温度变化的曲线应为( )。
解析:可逆反应X(气)+3Y(气)2Z(气)+Q的特点是:气体体积缩小的方向是放热反应。根据化学平衡移动原理:①压强不变时温度升高,平衡向逆反应方向移动,则Z减少,故可排除A、B;②温度不变时压强增大,平衡向正反应方向移动,则Z应增大,故可排除D。答案为C。
4、化学平衡综合应用图像。
例5 已知某可逆反应aA(气)+bB(气)cC(气)+Q在密闭容器中进行,在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,混合气中B的质量分数(ωB)与反应时间(t)的关系如右图所示。下列判断正确的是( )
A.T1
B.T1>T2,p1
C.T1p2,a+b
D.T1>T2,p1>p2,a+b>c,Q>0
解析:本题是化学平衡移动的综合应用图像题,其特点是根据题给曲线图像,判断外界条件及可逆反应方程式中有关量相对大小,实质仍属逆向思维。解题时,既要考虑反应速率的快慢(拐点出现的先后),又要考虑化学平衡移动。
由(T1,p1)和(T1,p2)两支曲线可知,等温(T1)下,压强为p2时达到平衡所需时间较短,即反应速率较快,所以p2>p1,且压强越大,ωB越
大,则a+bT2,且温度越高,ωB越小,故正反应为吸热反应,Q
参考文献:
[1]李卫民.创新设计2012高考总复习(化学).西安:陕西人民出版社,2011
让学生知道在一定条件下可逆反应的进行有一定的限度,不能进行到底;
初步了解什么是化学平衡状态,能从正逆反应速率的变化来理解化学平衡状态的建立,认识化学平衡状态的建立要有一定的条件,有一个过程。
在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后,教材又设置新的实验探究,让学生发现化学反应限度问题,经过对该问题的再认识,逐步形成了化学反应限度的概念,并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
【学习目标】
1、认识可逆反应、化学反应限度的涵义;
2、初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度,初步了解影响化学反应限度的因素。
【重点】
化学反应限度的涵义和影响因素
【难点】
化学反应限度的本质原因及外部特征
【课时安排】
第2课时
【教学过程】
〖情景创设〗通过前面的学习,我们知道化学反应中,反应物之间是按照方程式中的系数比进行反应的,那么,在实际反应中,反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢?
〖提出问题〗怎样来认识化学反应的限度呢?
〖指导阅读〗课本29-30页
〖演示实验〗课本30页
〖板书〗一、化学反应限度
1、概念:化学反应限度就是研究可逆反应所能达到的最大程度。
2、可逆反应:在同一反应条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应。
3、说明:
(1)绝大多数反应都有一定的可逆性。一个反应是可逆反应的必需条件:在同一反应条件下进行。
(2)可逆反应不能进行到底,只能进行到一定程度后达到所谓的平衡状态,平衡时各物质的物质的量都大于零。
〖板书〗二、化学平衡
1、化学平衡的研究对象:可逆反应的规律,如反应进行的程度以及外界条件对反应进行情况的影响等。
2、化学平衡状态的建立:
(1)可借助速率-时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率之间的关系。
〖指导阅读〗课本31页图2-2
(2)可借助浓度-时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率之间的关系。
3、化学平衡状态:
(1)概念:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应物不再减少,生成物不再增加,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
(2)特征:逆、等、动、定、变、同
①逆:化学平衡研究的是可逆反应;
②等:平衡时v正=v逆〉0(本质);
③动:平衡时,反应仍在不断进行是动态的平衡;
④定:平衡时,反应混合物各组分的浓度保持一定,百分含量保持一定(表象);⑤变:外界条件一旦改变,平衡就会被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡;⑥同:同一个可逆反应,化学平衡状态既可以从正反应方向建立,又可以从逆反应方向建立。最后都可以建立同一个平衡状态。平衡状态只与条件有关与反应途径无关。
〖总结〗可逆反应;化学平衡;化学平衡状态。
〖作业〗课课练完成课时13
【教后感】
①化学反应速率和限度,都属于化学反应原理范畴,是化学学科最重要的原理性知识之一,是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识,是进一步学习化学的基础性知识。
关键词:自制教具;等效平衡;等效平衡模拟示意图
化学教学中常常要借助实验、符号、图像、模型等教具来进行教学。如化学变化借助化学实验,元素周期律借助元素周期表,原子结构借助原子结构示意图、电子云,化学平衡的建立借助化学平衡的建立图像等等,这样的例子非常多,举不胜举。更有些知识讲解要借助于自制教具进行教学。加强自制教具教学,既弥补了教仪的不足,又克服了一定的经费困难,为更好、更快地普及化学教学打下了基础。下面我就介绍等效平衡模拟示意图应用。
等效平衡是中学化学化学平衡中的一个考点,也是一个教学难点。想让学生学好,凭空想象等效平衡,实有一定难度。等效平衡模拟示意图,正好为我们解决这一难题。等效平衡模拟示意图变抽象为具体,变具体为图像,在教学中使用非常方便,用它分析等效平衡可达到事半功倍之效。等效平衡模拟示意图学生也可以自己画,学习中实用方便,是解决等效平衡这一知识难点的好帮手。
如何使用?首先需要我们了解什么是等效平衡。
一、什么是等效平衡
化学平衡的建立与途径无关,即可逆反应从反应物方向开始,还是从生成物方向开始,只要条件不变,都可以达到同一平衡状态。
相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。
在一定条件下(定温、定容或定温、定压)的可逆反应,当达到化学平衡时,同种物质的浓度相同,这样的平衡称为“全等效”平衡;同种物质的含量(物质的量或气体体积或质量百分数)相同,这样的平衡称为“相似等效”平衡。在下列三种情况下,均可视为等效平衡。一是同温同体积时,对于N2 +3H2 2NH3反应前后气体分子数改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算在同一半边的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。二是同温同压时,只改变起始时加入物质的量,只要按化学计量数比换算在同一半边的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。三是同温同体积时,对于I2 +H2 2HI反应前后气体分子数没有改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的量,只要按化学计量数比换算在同一半边的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的量不同,达平衡时的状态规律如下表:
转化思想:把各物质都有的起始状态转化为只有反应物或只有生成物的起始状态 ,从而使问题变得单一和明了。
二、等效平衡模拟示意图介绍
等效平衡模拟示意图是我自制的教具,它包含两件。一件用于前面提过的“全等效”平衡,即表格中的第三种情况。同温同压时,对N2 +3H2 2NH3的可逆反应,加入的反应物只要成比例,就可达到等效平衡。等效平衡模拟示意图(一)有两个图和一个模拟活塞,通过活塞的移动可以展示另一个图。图形如下:
另一件用于前面提过的“相似等效”平衡,即表格中的第二种情况。同温同体积时,对I2 +H2 2HI反应前后气体分子数没有改变的可逆反应,加入的反应物只要成比例,就可达到等效平衡。等效平衡模拟示意图(二)有两个图和一个模拟活塞,通过活塞的移动可以展示另一个图。图形如下:
三、等效平衡模拟示意图使用
等效平衡模拟示意图中的不同圆点表示平衡时不同分子。
图(一)中第二个图体积是第一个图体积的两倍,各种分子个数也是两倍,因此各物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同。气体的体积与物质的量成正比时,只要温度相同第一个图中的压强与第二个图中的压强是相同,那么第一个图中的平衡与第二个图中的平衡是等效平衡。当然需要反应前两容器内的反应物的量也要成倍。第三个图是第二个图遮去一半,与第一个图完全一样。由此类推同温同压时,只改变起始时加入物质的量,只要按化学计量数比换算在同一半边的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。第三个图是第二个图遮去一半,与第一个图完全一样。
图(二)中第二个图体积是第一个图体积的两倍,各种分子个数是相同,因此各物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同,只是各物质的浓度减半。温度和分子数相同时,压强与体积成反比,那么第一个图的平衡的压强是第二个图的平衡的压强两倍。对I2 +H2 2HI反应前后气体分子数没有改变的可逆反应,改变压强平衡不移动。第一个图表示的平衡与第二个图表示的平衡是等效平衡。第三个图是第二个图遮去一半,与第二个图的平衡是相同的。第三个图表示的平衡与第一个图表示的平衡是等效平衡。由此类推同温同体积时,对于I2 +H22HI反应前后气体分子数没有改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的量,只要按化学计量数比换算在同一半边的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
等效平衡模拟示意图比较直观说明等效平衡,对教师的教学和学生的学习都有很好的帮助。
教学实践表明:巧用自制教具教学,可以培养学生的学习情趣,并能调动其大脑处于最活跃的状态,能有效地激发学习热情,易于达到茅塞顿开的境界,使之自觉主动地投入教学活动中。托尔斯泰有句名言:“成功的教学不是强制,而是激发学习兴趣。”因此,在教学中充分发挥学生的各感官功能,自制教具教学与教师言简意赅的讲授相配合,就容易达到教学目的要求,从而改变教师手持课本口若悬河,学生却表情漠然的被动听课形式。巧用教具教学有助于提高授课质量与效率。笔者在多年的教学实践中采取加强自制教具教学的教学法,既克服了教师讲得口干舌燥,学生听得精疲力竭收效却甚微的现象,又能解决一些很难讲明的抽象问题。
学科组会和教研组会对学校教学有着重要的意义,因此,教师在进行化学平衡教学中,首先要通过学科组会和教研组会对化学平衡的内容和教学目标进行讨论,进行准确的把握。让教师在教学设计和目标的制定中能够达到《课程标准》的要求,让学生掌握之本知识,培养和提高基本能力[1]。教师在进行备课时,要准确进行这一课时目标准确把握以及认识,并把它体现在教学设计当中来。我认为,这是教师设计的基本出发点,也是教师实施教学的基本标准。而通过学科组合和教研组合的力量,能够让教师根据教学的实际情况和学生的不同特点更加准确的进行化学平衡教学中的知识难度和深度,以及教学中的重难点。
二、结合历年高考考点以及各种大考的考题进行研究
化学平衡是历年高考中,化学试题中的一个热点,是必考内容,而高中的学习,有很多程度是为了高考。因此在进行化学平衡教学时,要把握住教学的深度,还应该结合历年的高考试题来进行研究,就以2011年的高考试题为例:在江苏卷的第15题中进行了化学平衡的移动的知识的考察;在浙江卷的第12题以及福建卷的第10题当中进行了化学平衡中弱电解质的电离平衡知识的考察;在浙江卷的第13题中进行了化学平衡中沉淀溶解平衡知识的考察;在北京卷的第12题和天津卷的第6题当中进行了化学平衡图像的考察等等。还有其他地区高考中也有化学平衡知识的考察,还有历年中各种关于化学平衡的考题。教师在进行化学平衡教学过程中,想要把握住教学的深度,必须要结合历年的高考题来进行考虑。另外,教师在进行化学平衡教学深度的把握中,还应该结合本地和一些相邻地区的大考考题进行思考。这些大考考题的出题教师一般都拥有深厚的化学教学经验,很多还是这方面的专家,他们能够很好的进行高考考点的把握和预测。因此教师在进行化学平衡教学深度的把握过程中要对历练的高考考题和各种大考的考题进行深入研究,然后制定自己的教学计划。
三、把握化学平衡教学的易错点
要想把握化学平衡教学的深度,一定要针对化学平衡中的易错点来制定教学计划,这样对化学平衡深度的把握才会更加合适。化学平衡知识中的易错点主要有以下几项:
1.在化学平衡移动当中,气体混合物反应已经达到平衡,然后再充入稀有气体和无关气体时的平衡移动情况,主要有两种:
(1)在定温定容的前提条件下,充入无关气体或稀有气体,平衡的移动情况;
(2)定温定压的前提条件下,再充入无关气体或稀有气体,平衡的移动情况。
2.勒夏特列原理在化学平衡中的应用。
(1)对平衡体现而言,如对一种刚开始的气体反应,进行压强的增加,反应是正向进行,并不服从勒夏特列原理;
(2)在反应中,如果改变其中一个平衡条件,可以使用勒夏特列原理来进行反应移动方向的判定,但当改变的是多项平衡条件是,就要根据各种天剑的不同改变对平衡的影响,来进行移动方向的判定;
(3)平衡移动只能减弱各种改变,并不能消除各种改变。
3.在外界的条件发生变化时,我们经常不能从正、逆反应的速率的变化程度来进行化学反应移动方向的判定,因为这种变化并不能直接的得到,而是要从平衡移动的方向来进行正、逆反应速率变化的确定。
4.化学平衡的移动是具有方向性的,但是反应的速率的变化却并没用方向性。当外界的条件发生 变化,对正、逆反应的速率是同步影响的。