第二节 化学平衡 第1课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第二节 化学平衡 第1课时 第二章 化学反应速率与化学反应平衡 授课人： 1 化学平衡状态的判定 2 化学平衡的状态 1 本节重点 本节难点 知识导航 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 新课导入 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/mol N2 H2 NH3 N2 H2 NH3 5 15 0 3 9 4 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 知识梳理 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) NH3 N2 H2 正向： N2 + 3H2 2NH3 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 知识梳理 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 + 3H2 NH3 N2 H2 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 知识梳理 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？ 知识梳理 7 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 t1 v(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 知识梳理 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 知识梳理 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 知识梳理 各物质的起始量/mol 充分反应后各物质的量/mol N2 H2 NH3 N2 H2 NH3 5 15 0 3 9 4 【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 + 3H2 2NH3 起始量/mol 变化量/mol 平衡量/mol 5 15 0 2 6 4 3 9 4 平衡时H2的转化率 α＝ ×100% ＝40% 6 mol 15 mol 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 典例精讲 11 如何判断一个可逆的化学反应是否达到了化学平衡状态？ 知识梳理 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 > 0 c.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 知识梳理 3v(N2)＝v(H2) ( ) 状态01 2v正(N2) ＝ v逆(NH3) ( ) 状02 消耗 1 mol N2的同时，生成2 mol