高中化学（人教版）选择性必修1 第二章 第二节 第一课时《化学平衡状态》课件

1、化学平衡状态化学（人教版）选择性必修1 第二章 第二节 第一课时授课教师：黄丽妮学校：龙华高级中学教育集团高中部情境引入 自1784年氨被发现以来，人们一直在研究如何利用化学方法由氮气和氢气合成氨，直到1913年才实现了合成氨的工业化生产。化学反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)看起来十分简单，合成氨的工业化生产却经历了漫长的发展过程。化工生产中，我们需要考虑哪些因素呢？化学反应进行的限度使原料尽可能快地转化为产品使原料尽可能多地转化为产品化学反应速率（即化学平衡）情境引入在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入1molN2和3molH2发生反应，能否反应生成2mol NH3 ？N2(

2、g)+3H2(g) 2NH3(g)N2H2双向性双同性共存性1定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)2表示：书写可逆反应的方程式不用“”，而用“ ”连接。3特点：可逆反应分为正反应方向和逆反应方向正、逆反应在同一条件下同时进行反应物与生成物共存，反应物的转化率小于100%可逆反应及时归纳常见的可逆反应化学平衡状态的建立v(正)v(正)=v(逆)时间速率v(逆)0N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)时间浓度0NH3H2N2如果充入 NH3发生反应呢？在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各

3、物质的浓度随时间如何变化？正逆反应速率随时间如何变化？请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。化学平衡状态1定义：v(逆)v(正)=v(逆)时间速率v(正)0时间浓度0N2H2标志本质平衡状态是在一定条件下，可逆反应所能进行的最大程度，即可逆反应的限度。NH3N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)逆化学平衡状态的研究对象是_反应等各组分浓度/物质的量/百分含量_动v正 _ v逆 _ 0，是一个动态平衡定变外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡可逆 保持不变化学平衡状态2化学平衡状态的特征

4、：“标志”“本质”如何判断一个化学反应是否已达到平衡状态呢？（1）同种物质 v正(A) = v逆(A)化学平衡状态的判定1“等” （2）不同物质 v正(A) : v逆(B) = a : b（化学计量数之比）【例1 】恒温恒容时,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的标志是_ 单位时间内消耗1 mol N2 ，同时生成1 mol N2 单位时间内消耗1 mol N2 ，同时生成2 mol NH3 单位时间内消耗1 mol N2 ，同时生成3 mol H2正逆相等【思维模型】 v正= v逆 方向 数值相反同一物质不同物质相同化学计量比 断裂3 mol H-H键 ，同时生成6

5、 mol N-H键 化学平衡状态的判定2“定” 变量不变【思维模型】变量+不变=平衡【关键】 判断某参数是否是变量【例2】 恒温恒容时,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的标志是_ N2 、H2 、 NH3 的浓度比为1:3:2 N2的浓度不随时间变化 NH3的百分含量不再发生变化 混合气体的颜色不再发生变化 H2的转化率不再发生变化化学平衡状态的判定2“定” 变量不变质量分子数(物质的量)浓度百分含量小结：对于反应体系中的某一种物质：以上参数不变时，均可作为判断平衡的依据。转化率化学平衡状态的判定【深入研究】例如：A(s) B(g)+C(g)时间B的物质的量C的物质

6、的量起始 0 01min 0.4 0.4 2min 0.6 0.6 3min 0.7 0.7 .B、C的体积分数始终为1/2，不是变量，不能作为判断平衡的依据。反应体系中的某种气体的体积分数不变时，是否一定可以判断反应已达到平衡状态？（即物质的量分数）化学平衡状态的判定2“定” 变量不变【思维模型】变量+不变=平衡【关键】 判断某参数是否是变量【例3】恒温恒容时,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的标志是_ 混合气体总的物质的量不再发生变化 气体的总压强不再发生变化 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 混合气体的密度不再发生变化【思考】对于可逆反应: H2(g)+

7、I2(g) 2HI(g)呢 ？ 都不行化学平衡状态的判定2“定” 变量不变小结：对于有气体参与的整个反应体系：mA(g)nB(g) = pC(g)qD(g)（恒温恒容）压强本质方法n1=P1P2n2密度 =m(g)V(容器)平均相对分子质量M =m(g)总n(g)总(气体总物质的量)m+n p+qm+n = p+qm+n p+qm+n = p+q反应前后有非气体物质反应前后无非气体物质随堂练习在恒温恒容的容器中，当下列物理量不再发生变化时,能判断已经达到化学平衡的是_ 2v逆(B)v正(C) 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比 某种气体的百分含量 混合气体的压强 混合气体的密度 混合

8、气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 混合气体的颜色A(s)2B(g)C(g)D(g)本课小结 化学平衡的研究对象1. 下列反应属于可逆反应的是()A NH3溶于水的反应B Na溶于水的反应C可充电电池的反应，如H2OZnAg2O Zn(OH)22AgD电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水巩固练习2. 在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是ASO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/LB

9、SO2、SO3均为0.15 mol/LCSO3为0.25 mol/L DSO3为0.4 mol/L巩固练习3. 在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是At1时刻，反应逆向进行Bt2时刻，正反应速率大于逆反应速率Ct3时刻，达到反应进行的限度Dt4时刻，反应处于平衡状态，反应停止巩固练习4. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是v(NH3)正=2v(CO2)逆 密闭容器中总压强

10、不变密闭容器中混合气体的密度不变 密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变密闭容器混合气体的总物质的量不变 密闭容器中 CO2的体积分数不变混合气体总质量不变AB CD全部巩固练习5. 一定温度下，在2L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：(1)反应的化学方程式为_。(2)反应达到最大限度的时间是_min，该时间内的平均反应速率v(N)=_，v(M)=_。(3)反应达到平衡状态时，放出6QkJ的热量，当容器中充入1molN，反应放出的热量为_。等于QkJ 小于QkJ 大于QkJ 等于2QkJ(4)判断该反应达到平衡状态的依据是_。该条件下，正逆反应速率都为零该条件下，混合气体的密度不再发生变化该条件下，