2.2.1 化学平衡状态【化学一起课件】高中化学选择性必修1同步课件PPT（人教版2019）

CHEMICAL EQUILIBRIUM STATE 第二章 化学反应速率与化学平衡 化学平衡状态 第1课时 授课老师：xxx 学习目标 1 认识化学反应的可逆性，树立变化观念与平衡思想。 2 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，形成变化观念与平衡思想的核心素养。 3 理解并学会判断化学平衡状态的标志。 【知识背景】 环境保护宣传片 【知识背景】 生态平衡，人和自然和谐共处一直是人类追求，也是人类社会长远发展的必然途径。人与自然环境的“失衡”必然会导致一系列严重的问题，环境问题只是其中一方面。 而在某些化学反应体系中，也存在类似的平衡…… 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 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。 以下资料是某温度下，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： 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 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 【问题1】：根据上述资料，你对氮氢合成氨的反应有什么认识？ 合成氨反应有限度，原料无法转化完全 实际工业生产中，除了要考虑化学反应的速率之外，还需考虑如何尽可能多地将原料转化为产物，提高原料的利用率。 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 【问题2】：根据你的理解回答，什么是可逆反应？ 可逆反应：在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。 【问题3】：可逆反应的特征有哪些？ ① 可逆性：反应不能进行到底，反应物不能完全转化为生成物 ② 同时性：正逆反应在同一条件下同时发生 ③ 共存性：反应体系中，与化学反应有关的各种物质同时存在于同一体系中 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 【问题4】：在一定条件下，1 mol N2和3 molH2发生反应，是否可以生成2 molNH3? N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 高温、高压 催化剂 1 mol N2 和3 mol H2 发生反应，生成的NH3 的物质的量小于2 mol。 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 【问题5】：以1 mol N2 和3 mol H2 或2 mol NH3 为起始反应物，在一定条件下使其发生反应。以时间为横坐标，浓度为纵坐标，绘制反应过程中浓度随时间变化的示意图。 时间 浓度 0 图1 时间 浓度 0 图2 H2 N2 NH3 H2 N2 NH3 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 如图1所示，N2与H2发生反应。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。 如图2所示，NH3发生分解反应。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。 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 【问题6】：根据上述反应体系物质浓度的变化示意图，以NH3生成的方向为正反应方向，画出该可逆反应的速率随反应进程的变化示意图。 反应进程 ν 0 ν正 ν逆 ν正=ν逆 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 1.化学平衡状态 对于 一定条件下的可逆反应，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。 反应进程 ν 0 ν正 ν逆 ν正=ν逆 化学平衡 时间 浓度 0 图1 H2 N2 NH3 【任务1】认识化学反应的可逆性，理解化学平衡的建立过程 【思考交流】 【问题7】：在已达到平衡的可逆反应2SO2+O2 2SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于哪些物质中? 催化剂 充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于所有含氧元素的物质中：SO2、O2、SO3 。 【任务2】明确化学平衡的本质和特征，掌握化学平衡状态判断的常用方法 【思考交流】 【问题8】：回顾化学平衡状态的特征，并尝试解释其含义。 逆 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 等 平衡时v(正) = v(逆) ≠ 0(本质) 动 平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 定 平衡时，反应混合物各组分的百分含量保持一定（宏观表现） 变 外界条件改变，平衡可能被破坏，并在新