【化学】化学平衡状态（课件） 2023-2024学年高一化学（人教版必修第二册）

第2课时

化学平衡状态第六章化学反应与能量第二节

化学反应的速率与限度延迟符知识与技能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学习目标教学引入：高炉炼铁尾气之谜教学引入：高炉炼铁尾气之谜

增加炼铁高炉的高度，不能改变高炉尾气中CO的比例，原因是：C+CO22CO是一个可逆反应，不能完全进行，存在一定的反应限度。在高炉中Fe2O3与CO的反应也不能全部转化为Fe和CO2。

可

逆

反

应011.1可逆反应1.定义：在同一条件下，能向正向进行，又能向逆向进行的反应。N2+3H22NH3催化剂高温高压2.特征：1）相同条件下；2）正、逆反应同时进行3）反应物、生成物同时存在三同一小

任一组分的转化率都小于100%。方程式而用“”连接，而不用“=”3.表示：1.1可逆反应学习过的可逆反应

和

互为可逆反应吗？不是可逆反应，反应条件不相同。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-

化

学

平

衡

状

态022.1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2.1化学平衡的建立

在一定条件下的可逆反应里，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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡状态反应物的转化率达到最大值

α

＝

×100%反应物的减少量反应物的起始量转化率2.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。下列叙述中正确的是()A.c点处正反应速率和逆反应速率相等B.a点的正反应速率比b点的大C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率课堂检测N2+3H22NH3催化剂高温高压B2.2化学平衡的特点(1)逆：(2)等：(3)定：(4)动：(5)变：正反应速率=逆反应速率动态平衡（v

(正)=v(逆)

≠0）可逆反应反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。条件改变，平衡发生移动研究对象实质标志2.3化学平衡的判断“正逆相等，变量不变”ν(正)=ν(逆)≠0变量不变直接标志间接标志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2.3化学平衡的判断1.直接标志：正逆相等v正=v逆①任何一种物质的生成速率等于其消耗速率②或是两种不同的物质v正：v逆

=化学计量数之比异边同向，同边异向，比例计量3.一定条件下，对于可逆反应

，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是

（1）单位时间内，有1molN2消耗，同时有1molN2生成

（2）单位时间内，有3molH2消耗，同时有2molNH3生成

（3）单位时间内，有1molN2消耗，同时有3molH2消耗

（4）1molN三N键断裂的同时有2molN-H键断裂

（5）2v正（N2）=v逆（NH3）课堂检测N2+3H22NH3催化剂高温高压(1)(5)

有正有逆

符合比例4.可逆反应

的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是：（

）A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)课堂检测N2+3H22NH3催化剂高温高压C2.3化学平衡的判断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改变，（适用于m+n≠p

的反应）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2.3化学平衡的判断2.间接标志：变量不变②混合气体的平均相对分子质量(平均摩尔质量)A(g)+B(g)⇌2C(g)A(g)+B(g)⇌C(g)A(s)+B(g)⇌C(g)m气n气M不变不变不变不变变变变不变变2.3化学平衡的判断2.间接标志：变量不变②混合气体的平均相对分子质量(平均摩尔质量)思考：对于可逆反应

，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)

若从加入A建立平衡，因A为固体，气体的平均摩尔质量一直是个定值，故不能证明反应达到平衡状态。2.3化学平衡的判断2.间接标志：变量不变③混合气体的密度ρ=m气VA(g)+B(g)⇌C(g)A(s)+B(g)⇌C(g)气体的总质量恒容时气体的密度不变不变变化变化2.3化学平衡的判断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。5.一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，

以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？

。课堂检测N2+3H22NH3催化剂高温高压①N2的体积分数与NH3的相等

②

c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2③N2的物质的量不再变化

④

H2的体积分数保持恒定⑤

N2、H2、NH3的总质量保持不变③④6.(双选）在一定温度下，向aL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.容器内压强不随时间变化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.单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ课堂检测AB7.在某绝热刚性容器中充入5molCO和10molH2发生反应CO(s)+2H2(g)⇋CH3OH(g)

ΔH<0

，下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的有:()①容器中CO、H2、CH3OH共存

②单位时间内生成1molCO的同时消耗2molH2③CO与CH3OH体积之比恒定不变

④容器中温度恒定不变⑤H2与CH3OH速率之比恒定不变

⑥反应容器中压强不随时间变化A．①④⑥ B．③④⑥ C．④⑤⑥ D．②③④课堂检测B

恒容绝热容器中N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①气体的总物质的量不变

②气体的总质量不变

③气体的总压强不变

④气体的密度不变

⑤气体的平均相对分子质量不变

⑥混合气体的颜色不变

⑦体系的温度不变

8.判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？√×××√×××√××√√√课堂检测

化学反应条件的控制033.1控制化学反应条件的目的

促进有利反应：

提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等

抑制有害反应：

减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等3.2控制化学反应条件的方法改变化学反应速率：

改变温度、溶液的浓度、气体压强（或浓度）、固体表面积及使用催化剂等改变可逆反应进行的程度：

改变温度、溶液浓度、气体压强（或浓度）等3.3工业合成氨条件的控制从速率和平衡的角度分析，为什么工业上通常采用400-500℃，10-30Mpa条件合成氨气？温度较低时氨的产率较高，但温度低时反应速率小，达到平衡需要的时间很长生产成本高压强越大，氨的产率越高，但对动力和生产设备的要求越高400~500℃10MPa~30MPa3.4提高燃料燃烧效率为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉：

增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快通入适当过量的空气：

增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；

同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。9.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是