【化学课件】化学平衡状态 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节

化学平衡第1课时

化学平衡状态第二章化学反应速率与化学平衡延迟符知识与技能1.了解化学反应的可逆性;2.了解化学平衡建立的过程，掌握化学平衡的概念;3.理解化学平衡状态的标志。过程与方法情感态度与价值观1.体验科学探究的艰辛与愉悦。2.建立个性与共性、对立与统一的科学辩证观。1.能从可逆反应的定义出发，找出可逆反应的特征。2.通过化学平衡的定义，多维度判断某些物理量能否作为化学平衡的标志。123学习目标温顾知新对于一些反应，我们在进行化学计算时，从未关心过反应能否进行彻底的问题，即限度问题，各种反应物之间是一种“同归于尽”或者“你死我活”的关系。它们不存在限度，即反应能进行彻底

某温度下，在容积不变的密闭容器中，N2与H2反应足够长时间后各物质的量不再改变，数据如下：各物质的起始量/mol充分反应后各物质的量/molN2H2NH3N2H2NH35150394合成氨反应有限度，原料无法转化完全；只考虑化学反应速率不够，还需考虑如何尽可能多地将原料转化为产品。任何可逆反应在一定条件下都存在反应的限度。一、可逆反应回顾常见的可逆反应：2SO3

2SO2

+O2

△催化剂2NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压2HI

H2

+I2

H2CO3

CO2

+H2OH2SO3

SO2

+H2ONH3.H2O

NH3

+H2OHCl+HClO

Cl2

+H2ON2O4

2NO2

新知梳理1．可逆反应的概念：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。要用“”代替“===”作为连接反应物和生成物的符号。2.可逆反应的特征：（1）双向性2NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压正反应逆反应v正

v正(N2)：N2的消耗速率

v正(H2)：H2的消耗速率

v正(NH3)：NH3的生成速率

v逆

v逆(N2)：N2的生成速率

v逆(H2)：H2的生成速率

v逆(NH3)：NH3的消耗速率

（2）双同性：同一条件、同时进行。思考：H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应吗？不是，反应条件不同。反应物生成物结论：对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物。思考：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。（3）共存性：可逆反应不能进行彻底，存在限度，达到限度时反应物和生成物共存。1.试分析NH3溶于水得到的氨水溶液中含有哪些微粒？课堂检测NH3+H2ONH3·H2O

NH4+

+OH-分子：离子：NH3、

H2O、

NH3·H2ONH4+

、

OH-、H+H2OH+

+OH-例1、当可逆反应2SO2+O22SO3达到平衡后，通入18O2，再次达到平衡时，18O存在于哪些分子中A、SO3、O2B、SO2、SO3

C、SO2、SO3、O2D、SO2、O2例2、将6molSO2和4molO2置于密闭容器中，在一定条件下让他们充分反应。反应结束后容器中SO3的物质的量可能是A、

6mol

B、5mol

C、4molCBC2.1化学平衡的建立N2+3H22NH3催化剂高温高压反应刚开始时：

反应物浓度————，正反应速率————，生成物浓度为———，逆反应速率为——。最大最大00时间t速率v0v正

v逆

反应过程中：反应物浓度——————，正反应速率—————，生成物浓度——————，逆反应速率————逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大t1v正

=v逆化学平衡状态1、化学平衡：在一定条件下的可逆反应，当正反应速率和逆反应速率相等时，各组分的浓度保持不变（不能理解为相等或成一定比例），这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。强调三点前提条件：可逆反应实质：正反应速率=逆反应速率标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变二、化学平衡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：“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全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。1.“两审”一审题干条件:二审反应特点：是恒温恒容、恒温恒压、恒容绝热；同一物质，生成等于消耗。2.“两标志”(1)直接标志（动态标志、本质）：(2)间接标志（静态标志、现象）：“变量不变”（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）①③【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______①单位时间内消耗1molN2，同时生成1molN2②单位时间内消耗1molN2，同时生成2molNH3③单位时间内消耗1molN2，同时生成3molH2正逆相等【思维模型】

v正=v逆

①方向

②数值相反同一物质不同物质相同化学计量比④断裂3molH-H键

，同时生成6molN-H键

2、在一定温度下，向aL的恒容密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是A、反应速率2v(X)=v(Z)B、容器内各物质的浓度不随时间变化C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1：2：2D、单位时间内消耗0.1molX同时生成0.2molZB这些都不是某一种物质的数据，而是所有气体的整体量。A(g)+B(g)⇌2C(g)A(g)+B(g)⇌C(g)气体的总物质的量恒温恒容时的压强P恒温恒压时的体积V不变不变不变减少减少减少对于这三个量，若反应前后气体系数不相等，则可以作为判断依据2.间接标志：变量不变①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———，（适用于—————————————）改变m+n≠p

的反应混合气体的平均摩尔质量M，不再变化时，要具体分析：m总M=n总看气体系数找固体分子、分母只要有一个是变量，M即可作为判断平衡的依据A(g)+B(g)⇌2C(g)A(g)+B(g)⇌C(g)A(s)+B(g)⇌C(g)m总n总M不变不变不变不变变变变不变变思考：此反应的平均摩尔质量不再变化时，能

否证明反应达到平衡状态？A(s)=B(g)+C(g)②混合气体的平均相对分子质量恒温恒容时，气体的密度ρ不再变化时，要具体分析：m总ρ=V不会变找固体，若方程式中有固体，则气体总质量会变化对于反应：A(s)+B(g)=C(g)mA+mB+mC不变（质量守恒）质量减少质量增加恒容时，凡是有固体参与的反应，其气体密度都会变③混合气体的密度【例4】在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：

甲：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)

乙：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变

②恒温时，气体压强不再改变③各气体组成浓度相等

④体系中温度保持不变⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍

⑥混合气体密度不变⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9：1

其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是(

)A．①②⑤

B．③④⑥

C．⑥⑦

D．④⑤D（3）特殊标志：①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡【例5】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(s)+3B(g)⇌2C(g)+D(g)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色）A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均分子量D.气体的颜色BCD动态标志静态标志ν(正)=ν(逆)≠0变量不变同一物质:ν生成(A)

=ν消耗(A)不同物质：

v正(A):v逆(B)=化学计量数之比①各物质的m、n或

c

不变②各物质的百分含量不变(物质的量分数、质量分数、转化率、产率等)③

颜色、温度（绝热体系）不再改变“正逆相等，变量不变”化学平衡状态判定的小结1.判断题（1）合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗(

)（2）对于可逆反应，若加入反应物，则反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行(

)（3）只有可逆反应才存在平衡状态(

)（4）化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果(

)（5）化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等(

)（6）化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例(

)××××√√H2(g)+I2(g)

2HI(g)已经达到平衡状态的标志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。①c(H2)=c(I2)=c(HI)时②c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2时③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变④单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI⑤单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2⑥一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂⑦恒温恒容下，容器内压强不再变化⑧恒温恒容下，混合气体的颜色不