第二节 化学平衡 第1课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学同步

授课人：化学反应速率与化学反应平衡第二节化学平衡第1课时01化学平衡状态的判定单击此处添加文本具体内容02化学平衡状态的判定单击此处添加文本具体内容04本节难点单击此处添加文本具体内容03本节重点单击此处添加文本具体内容CONTENTS目录合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，原理如下：

如何提高生产效率呢？只要尽力提高化学反应速率生产效率就一定高吗？2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压化学平衡状态示例分析各物质的起始量/mol充分反应后各物质的量/molN2H2NH3

N2H2NH3

5150394

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：2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压合成氨反应有限度，原料无法完全转化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化学平衡状态合成氨反应中有关物质的浓度随时间变化示意图浓度时间(t)NH3N2H2

正向：N2+3H22NH3随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而N2与H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变化学平衡状态合成氨反应中有关物质的浓度随时间变化示意图逆向：2NH3

N2+3H2NH3N2H2

浓度时间(t)随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度逐渐增大，而NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变任何可逆反应在一定条件下都存在反应的限度。达到限度时，反应就停止了吗？v(正)>v(逆)化学平衡状态的建立用速率变化图像表示化学平衡状态的建立理论分析v(正)v(逆)反应速率时间(t)反应处于平衡状态t1v(正)=v(逆)当正、逆反应速率相等时，达到看似不变的“表面静止”状态，但实际反应并未停止，一直在进行中化学平衡状态定义在一定条件下，在可逆反应体系中，____________与____________相等，反应物的浓度与生成物的浓度____________，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。正反应速率逆反应速率均保持不变化学平衡状态的建立特征动态平衡平衡时，各组分的浓度保持一定当外界条件改变，原平衡发生移动研究的对象是可逆反应逆v(正)＝v(逆)≠0(本质)等动定变化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度。转化率(α)=转化的量起始的量×100％量:质量、物质的量、体积、物质的量浓度等化学反应的限度化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率同一可逆反应，改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度各物质的起始量/mol充分反应后各物质的量/molN2H2NH3

N2H2NH3

5150394【例1】某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，请根据以下数据计算达到化学平衡时H2的转化率。2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压N2+3H22NH3起始量/mol变化量/mol平衡量/mol5150264394平衡时H2的转化率α＝

×100%＝40%6mol15mol平衡时反应物的转化率是该条件下反应物能达到的最大转化率如何判断一个可逆的化学反应是否达到了化学平衡状态？反应达到化学平衡的标志a.同一物质的生成速率等于其消耗速率直接标志——“正逆反应速率相等”v正＝v逆>0c.在化学方程式同一边的不同物质，一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等化学计量数之比各组分的浓度保持一定a.各组分的浓度不随时间的改变而改变b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等3v(N2)＝v(H2)()状态012v正(N2)＝v逆(NH3)()状02消耗1molN2的同时，生成2molNH3()状态031molH-H键断裂的同时，2molN-H键断裂()状态04单位时间内消耗的N2量是NH3量的两倍()状态05【例1】，请根据所学：判断下列描述的反应状态是否达到平衡。N2+3H22NH3反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据随反应进行一定改变的量有______________________当这些量不再变化时，反应达平衡。浓度(反应物\生成物)物质的量(反应物\生成物)质量(固体/液体)颜色(有色物质)转化率(α反)反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体的p总、V总、n总(pV＝nRT)左=右：_____________看气体左右系数和左≠右：_____________例如：N2+3H22NH343>变量定量例如：反应2HIH2+I222＝气体的n总不变时恒温恒容密闭容器，p总不变时恒温恒压密闭容器，V总不变时【例1】判断下列描述的反应状态是否达到平衡。A(g)+B(g)

C(g)左=右左≠右A(s)+B(g)

C(g)变量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体体积分数/物质的量分数(pV＝nRT)φ(B)＝nBn总φ(B)不变时A(g)+B(g)

2C(g)φ(B)＝nBn总φ(B)＝12定量变量定量A(s)B(g)+

C(g)反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体平均相对分子质量M＝m总n总反应式M(平均)不变时NH2COONH4(s)

2NH3(g)+CO2(g)2313M＝×17＋×442313定量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体平均相对分子质量M＝m总n总反应式M(平均)不变时2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)M＝m总n总变量定量左≠右：_____________n总为变量变量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体平均相对分子质量M＝m总n总反应式M(平均)不变时M＝m总n总变量定量左=右：_____________n总为定量变量2A(g)+B(s)

2C(g)反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体平均相对分子质量M＝m总n总反应式M(平均)不变时H2(g)+I2(g)

2HI(g)M＝m总n总定量定量定量左=右：_____________n总为定量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体平均相对分子质量M＝m总n总看系数看状态反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体密度ρ＝m总V看系数看状态反应式恒温恒容密闭容器，ρ不变时2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)ρ＝m总V定量恒容时，不用考虑系数定量定量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体密度ρ＝m总V看系数看状态反应式恒温恒容密闭容器，ρ不变时ρ＝m总V定量变量变量Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体密度ρ＝m总V看系数看状态反应式恒温恒压密闭容器，ρ不变时2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)pV＝nRTpM＝ρRTM∝ρρ＝m总VM＝m总n总变量定量变量左≠右：_____________n总为变量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据气体密度ρ＝m总V看系数看状态反应式恒温恒压密闭容器，ρ不变时Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)M＝m总n总变量变量变量反应达到化学平衡的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据归纳总结φ(B)＝nBn总ρ＝m总VM＝m总n总看系数看状态恒压恒容→m总pV＝nRT反应达到化学平衡的标志其他条件示例：判断下列描述的应状态是否达到平衡。，当n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:1:2时()2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)状态01绝热体系下，，体系温度不变时()2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)状态02不和外界发生热量交换变温变量变量不变，反应达到平衡【例1】可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行：①单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变可说明该反应达到化学平衡状态的是__________。①④⑥⑦合成氨工业之父——卡尔·博施1874年，卡尔·博施生于德国科隆。24岁时毕业于莱比锡大学，获有机化学博士学位。1908年～1913年，卡尔·博施改进哈伯首创的高压合成氨催化方法，利用氧化铁型催化剂，使合成氨生产工业化，化学上称为"哈伯——博施法"。1940年，因找到合适的催化剂，使合成氨反应成为工业化，也因此获得诺贝尔化学奖。1.下列关于化学平衡的说法中，不正确的是()A.当可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率都为零B.当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率一定相等C.当可逆反应达到化学平衡后，改变某些条件可以使平衡破坏D.当可逆反应达到平衡时，尽管正、逆反应都还在进行，但各物质的浓度保持不变A2.某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)

2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(

)①原混合气体的体积为1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05VLA．②③ B．②④C．①③ D．①④A3.在一定温度下的恒容容器中，发生反应：2A(g)＋B(s)C(g)＋D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是()①混合气体的压强不变②混合气体的密度不变③C(g)的物质的量浓度不变④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1⑤单位时间内生成