2.2化学平衡-化学平衡状态和化学平衡常数 课件 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 第二章 化学反应速率与化学平衡 湖北省利川市第一中学 情境引入——工业合成氨 自1784年氨被发现以来，人们一直在研究如何利用化学方法由氮气和氢气合成氨，直到1913年才实现了合成氨的工业化生产。化学反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)看起来十分简单，合成氨的工业化生产却经历了漫长的发展过程。化工生产中，我们需要考虑哪些因素呢？ 多 快 好 省 反应物的转化率高 化学反应速率快 效益好，日产量高 节省成本 化学平衡 化学反应速率 化学反应速率与化学平衡综合运用 合成氨工厂 （1）定义：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。 注：向生成物方向进行的反应叫做正反应，向反应物方向进行的反应叫做逆反应。 （2）特征： 一、化学平衡状态 1、可逆反应 2、化学平衡状态的建立 v(正) v(正)=v(逆) 时间 速率 v(逆) 0 N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) 时间 浓度 0 NH3 H2 N2 在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的浓度随时间如何变化？正逆反应速率随时间如何变化？ 请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。 标志 实质 v(逆) v(正)=v(逆) 时间 速率 v(正) 0 时间 浓度 0 N2 H2 标志 实质 NH3 如果充入 NH3发生反应呢？ 3、化学平衡状态的定义 在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。是一种表面静止的状态，化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。 化学反应限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 4、化学平衡状态的特征 可逆反应 (前提) ν (正) = ν (逆) (实质) 逆 等 动 ≠0 动态平衡 定 各组分的浓度保持不变 (标志) 变 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新平衡 时间t V正 V逆 V正=V逆 反应速率 达到平衡 0 t1 判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。 思考：如何判断一个化学反应是否已达到平衡状态呢？ ①速率关系 A:同一种物质：生成速率=消耗速率，即v正＝ v逆 B：不同的物质： 一找变量：“变量 → 不变”——平衡状态 二看方向：一正一逆 三看计量数：化学反应速率之比=化学计量数之比 ②含量关系：反应混合物各组分的浓度、物质的量、百分含量（质量分数、摩尔分数、体积分数、分子数之比）保持不变； 总压强、总物质的量、混合气体的平均M、气体的密度、颜色等。 5、判断化学平衡的标志：直接标志 1. 在恒温恒容的容器中，当下列物理量不再发生变化时，能判断 已经达到化学平衡的是_______ ①2v逆(B)＝v正(C) ②各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比 ③某种气体的百分含量 ④混合气体的压强 ⑤混合气体的密度 ⑥混合气体的总物质的量 ⑦混合气体的平均相对分子质量 ⑧混合气体的颜色 A(s)＋2B(g)⇌C(g)＋D(g) ③⑤⑦　 【随堂练习】 2. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中（假设容器容积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡： H2NCOONH4(s)＝2NH3(g)+CO2(g)。下列各项： ① 2v(NH3)=v(CO2) ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中氨气的体积分数不变 ⑤密闭容器中c(NH3)不变 能判断该反应已达到平衡状态（ ） A.②③⑤ B. ②③④ C.①④ D.全部 A 二、化学平衡常数 序号 起始时各物质的浓度mol/L 平衡时各物质的浓度mol/L H2 I2 HI H2 I2 HI 1 1.197×10-2 6.944×10-3 0 5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.37 2 1.228×10-2 9.964×10-3 0 3.841×10-3 1.524×10-3 1.687×10-2 48.62 3 1.201×10-2 8.403×10-3 0 4.580×10-3 9.733×10-4 1.486×10-2 49