化学人教版高中选择性必修一（2019年新编）2.2.1 化学平衡状态

第二章

化学反应速率与化学平衡第二节第1课时化学平衡状态高二化学新人教化学选择性必修一《化学反应原理》工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。如果你准备开一家合成氨的工厂，从化学角度你应该考虑哪些问题来提高生产效益？原料

产品？【情景创设】原料

产品更快更多如何加快化学反应速率如何提高反应的限度更纯25℃时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)

＋3H2(g)

2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总小于92.4kJ。其原因是_______________________________________________________________________________________

该反应是可逆反应，1molN2和3molH2不能完全化合生成2molNH3，所以反应放出的热量总是小于92.4kJ。温故知新，探索新知识可逆反应：在相同条件下，正反应方向和逆反应同时进行的化学反应。反应物的转化率不能达到100％【学习任务一】化学平衡状态的建立在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：

【思考1】请根据图示分析速率的变化，并画出v－t图像。【学习任务一】化学平衡状态的建立1、定义：在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。正向建立逆向建立v－t图2、化学平衡状态的特征(3)动：反应仍在不断地进行，动态平衡(2)等：v(正)=v(逆)≠0(4)定：反应混合物各组分的浓度保持不变。(1)逆：研究的是可逆反应(5)变：条件改变，平衡被破坏，发生移动。【学习任务一】化学平衡状态的建立【思考2】请根据c－t图和v－t图分析化学平衡状态的特征。【思考3】你能从这几个特征中总结化学平衡状态的判断标志吗？【学习任务二】化学平衡状态的判断3、化学平衡状态的判断标志(1)等：v(正)=v(逆)(2)定：反应混合物各组分的浓度/百分含量(物质的量/质量/质量分数/物质的量分数/体积分数等)保持不变。（3）“变量”不变混合气体的n总、P总、ρ、M(或平均相对分子质量)等具体情况具体分析（1）单位时间内，有1molN2消耗，同时有1molN2生成（2）单位时间内，有1molN2消耗，同时有3molH2消耗【例1】一定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示，试判断下列反应历程中，v(正)和v(逆)是否相等，即反应是否达到平衡状态。（3）v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2；（4）3molH—H断裂的同时有6molN—H断裂；（5）v正(N2)＝2v逆(NH3)【学习任务二】化学平衡状态的判断1、速率标志v正=v逆同种物质不同种物质v消耗=v生成速率反向且数值比=系数比【学习任务二】化学平衡状态的判断[例2]一定条件下，下列方法能证明可逆反应N2＋3H22NH3，一定达到平衡状态的是____________________。（1）温度和体积一定时，N2的浓度不再变化；（2）c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2；（3）NH3的物质的量不再变化；（4）N2的体积分数与NH3的相等；（5）温度和体积一定时，混合气体的总压强不再变化。（6）温度和压强一定时，混合气体的总体积不再变化。（7）混合气体的平均摩尔质量不再变化（8）温度和体积一定时，混合气体的密度不再变化。达到平衡时，各物质浓度比不一定等于化学计量数之比（1）（3）（5）（6）（7）【学习任务二】化学平衡状态的判断1、速率标志v正=v逆同种物质不同种物质v消耗=v生成速率反向且数值比=系数比【学习任务二】化学平衡状态的判断2、“变量”不变（包括浓度标志）反应体系各组分的浓度/百分含量保持不变。混合气体的n总、P总、ρ、M(或平均相对分子质量)等变量保持不变。关键：判断是否变量【评价】

即课本P40第3题1.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+2Y(g)

3Z(g)。下列叙述中，能说明反应已达到化学平衡状态的是()。A.Z的生成速率与Z的分解速率相等B.单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZC.容器内的压强不再变化D.混合气体总的物质的量不再变化A【评价任务二】课本P51第2、3题DC【思维拓展】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(

)①2v(NH3)＝v(CO2)②密闭容器中总压强不变③密闭容器中混合气体的密度不变④密闭容器中氨气的体积分数不变⑤密闭容器中c(NH3)不变A．②