《2.2.1 化学平衡状态》参考课件

第二章

化学反应速率和化学平衡第二节化学平衡第一课时化学平衡状态1．通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。2．知道化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态。学习目标：

镁带燃烧

钠与水反应

对于这些非可逆反应，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。非可逆反应学习任务一：可逆反应

工业合成氨那么可逆反应呢？它们就有限度，即反应不能进行彻底。氨气在国民经济中占有重要地位，随着人类社会的发展，对氨的需求量日益增长。2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压如何提高生产效率呢？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。回顾常见的可逆反应：2SO3

2SO2

+O2

△催化剂2NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压2HIH2

+I2

H2CO3

CO2

+H2OH2SO3

SO2

+H2ONH3.H2ONH3

+H2OHCl+HClO

Cl2

+H2ON2O4

2NO2

学习任务一：可逆反应学习任务一：可逆反应1.可逆反应的概念：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。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υ正

υ正(N2):N2的消耗速率

υ正(H2):H2的消耗速率

υ正(NH3):NH3的生成速率

取决于N2、H2的浓度υ逆

υ逆(N2):N2的生成速率

υ逆(H2):H2的生成速率

υ逆(NH3):NH3的消耗速率

取决于NH3的浓度（2）双同性：（3）共存性(不彻底性)：

可逆反应不能进行彻底，即存在限度和平衡。平衡时，任何一种物质都不能为0，转化率<100%,也即反应物和生成物共存（因此，计算时必需用三段式进行）。学习任务一：可逆反应同一条件、同时进行浓度时间(a)反应从正向开始2NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压浓度—时间图1.化学平衡状态的建立学习任务二：化学平衡—化学平衡的建立刚开始时：反应物浓度________，正反应速率________，生成物浓度为_________，逆反应速率为_________。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_________。t0时间后:必然出现___________________。H2N2NH3时间速率υ正＝

υ逆化学平衡状态υ正υ逆最大最大00渐小渐小渐大渐大υ正＝

υ逆t0t0速率—时间图浓度时间(a)反应从逆向开始浓度—时间图t0H2N2NH3时间速率υ正＝

υ逆化学平衡状态υ正υ逆t0速率—时间图刚开始时：生成物浓度________，逆反应速率________，反应物浓度为_________，正反应速率为_________。反应过程中：生成物浓度_________，逆反应速率_________

，反应物浓度_________，正反应速率_________。t0时间后:必然出现___________________。最大最大00渐小渐小渐大渐大υ正＝

υ逆2NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压学习任务二：化学平衡—化学平衡的建立学习任务二：化学平衡—化学平衡的概念

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。达到化学平衡时，反应达到该条件下物质转化的最大“限度”，即反应物的转化率最大。

α

＝×100%变化量起始量转化率：2.化学平衡概念：定等动变动态平衡条件改变，原平衡状态被破坏，在新的条件下建立新的平衡

υ(正)＝

υ(逆)改变影响化学反应速率的因素，如浓度、压强、温度,就有可能改变化学平衡研究的对象是可逆反应逆

υ(正)＝υ(逆)≠0各组分的含量保持一定，各组分的浓度保持一定。3.化学平衡状态的特征：学习任务二：化学平衡—化学平衡的特征例:反应mA(g)+nB(g)=pC(g),达到平衡的标志为：①A的消耗速率与A的生成速率

________

②A的消耗速率与C的______速率之比等于_______③B的生成速率与C的_______速率之比等于________④A的生成速率与B的_______速率之比等于________正逆相等，变量不变相等消耗生成n:p消耗m:nm:p(1)直接标志—正逆相等：学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断4.化学平衡状态的判断：同边异向，异边同向，比例计量学习评价：练习1、一定条件下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）A、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C、单位时间内生成nmolA2

同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2

同时消耗nmolB2BD学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断练习2、一定条件下，反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是（）A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成AC学习评价：学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断

在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。N≡N3H－HN－H－HH－+2第一类：mB、nB、CB、质量分数WB、转化率αB、颜色、绝热容器内的温度等不再变化时，可以证明反应达到了平衡状态。第二类：某种气体的体积分数（即物质的量分数）不再变化时，要具体分析：（2）间接标志—变量不变其中的B指的是反应体系中的某一种物质，不是整体量绝大多数情况下，体积分数不变，可以作为判断平衡的依据，个别情况例外学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断时间B的物质的量C的物质的量起始

0

01min

0.40.42min0.6

0.63min0.7

0.7......请试着分析此反应中B、C的体积分数变化A(s)B(g)+C(g)从反应开始起，B、C的体积分数均为1/2，始终没有改变，不是变量，不能作为判断平衡状态的依据。学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断这些都不是某一种物质的数据，而是所有气体的整体量。对于这三个量，若反应为等体反应，不能作为判断依据，若反应为非等体反应，则可以作为判断依据。第三类:气体的总物质的量n、体积V、压强P,要具体分析：A(g)+B(g)2C(g)A(g)+B(g)C(g)气体的总物质的量n恒温恒容时的压强P减少不变不变减少不变减少恒温恒压时的体积V等体反应缩体反应学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断恒容时，凡是有固体参与的气体反应，其气体密度都会变，此时ρ是变量，可以作为判断依据。第四类：恒温恒容时，气体的密度ρ不再变化时，要具体分析ρ=m总v找固体不会变气体质量增加，ρ是变量，可以作为判断依据。对于反应：A(s)+B(g)C(g)mA+mB=mC

(质量守恒）找固体，若方程式中有固体，则气体总质量会变化学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断对于反应：A(g)+B(g)C(g)质量守恒，气体质量不变，ρ是不变量，不能作为判断依据。找固体看气体系数第五类：混合气体的平均摩尔质量M,不再变化时，要具体分析M=m总n总分子、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变不变学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断等体反应缩体反应有固体参加的等体反应例1：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学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断M＝M总n总P1P2＝n1n2ρ＝mV有固体参加的等体反应例2,在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是（）①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的百分含量不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥A学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断有固体生成的缩体反应学习评价1.一定温度下，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（）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)A.单位时间内消耗amolN2，同时生成2amolNH3

B.H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍C.容器内的压强不再变化D.混合气体的总质量不再变化E.混合气体的密度不再变化BC缩体反应P1P2＝n1n2ρ＝mV2.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：