2.2.1化学平衡状态 课件 2024-2025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 第一课时 化学平衡状态 第二章 化学反应速率和化学平衡 核心素养发展目标 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。 课本P30 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。如果你准备开一家合成氨的工厂，从化学角度你应该考虑哪些问题来提高生产效益？ 多 快 好 省 反应物的转化率多 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 写出合成氨的化学方程式，分析反应的特点？ 工业合成氨 社会责任 可逆反应的特点： ①双向性：反应物 生成物 ③共存性：反应物和生成物同时存在。 任一组分的转化率都小于100% ②双同性：正逆反应是在同一条件下进行的； 思考：H2＋O2 2H2O 与 2H2O 2H2↑＋O2↑互为可逆反应吗？ 不是。反应条件不同 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 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称为可逆反应。可逆反应能进行彻底吗？有什么特点？ 正反应 逆反应 证据推理 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示意图。可逆反应无法进行到底，那如果给予充足时间，(a)1mol/L N2和3mol/L H2 (b)2mol/L NH3 为起始反应物在一定条件下充分反应，其反应历程是怎样的？ N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 浓度 时间 (a)反应从正向开始 浓度—时间图 H2 N2 NH3 t0 浓度 时间 (b)反应从逆向开始 浓度—时间图 t0 H2 N2 NH3 证据推理 其他条件一定，1mol/L N2和3mol/L H2 为起始反应物充分反应。结合浓度与速率的关系，以时间为横坐标，速率为纵坐标绘制反应过程中v正 、v逆随时间变化的示意图。 浓度 时间 (a)反应从正向开始 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 浓度—时间图 ①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_________ 。 ②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_________。 ③t0时间后: 必然出现_________________________。 H2 N2 NH3 时间 速率 υ正＝ υ逆 υ正 υ逆 最大 最大 0 0 渐小 渐小 渐大 渐大 υ正＝ υ逆≠0 t0 t0 速率—时间图 化学平衡状态 证据推理 (b)反应从逆向开始 浓度 时间 ①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_________ 。 ②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_________。 ③t0时间后: 必然出现_________________________。 浓度—时间图 t0 最大 最大 0 0 渐小 渐小 渐大 渐大 其他条件一定，2mol/L NH3 为起始反应物充分反应。结合浓度与速率的关系，以时间为横坐标，速率为纵坐标绘制反应过程中v正 、v逆随时间变化的示意图。 υ正＝ υ逆≠0 时间 速率 υ正＝ υ逆 υ逆 υ正 t0 速率—时间图 化学平衡状态 H2 N2 NH3 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 证据推理 在一定条件下，可逆反应进行到一定的程度时，V正 = V逆，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。称为“化学平衡状态” ，简称化学平衡。 由此，化学平衡状态有什么特征？ 条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条件下建立新的化学平衡 研究对象为可逆反应 逆 等 v(正)＝ v(逆) 动 动态平衡，v(正)＝ v(逆) >0 定 条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定(不变)不是相等 变 前提（适用范围） 内在本质 外在标志 模型构建 如何判断可逆反应是否已达到了平衡状态？ (1)直接依据——速率关系 ①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率 即 逆向相等 — 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 如aA＋bB ③反应物与生成物在单位时间物质的量、质量、化学键的断裂和生成等变化也能体现速率 模型构建 一正一逆，再看比例 6、下列各关系中能说明可逆反应：N2 + 3H2 2NH3 ,不是达平衡状态的是 ( ) A、一个N≡N键断裂同时，有三个H－H键形成 B、一个N≡N键断裂同时，有六个N－H键断裂 C. 2υ正（ H2 ）=3υ逆（ NH3 ） D. υ正（ H2 ）= υ逆（H2） A 课堂练习 N≡N 3H－H N－H － H H－ + 2 (2)间接依据——根据各组分的量 首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。 即： 变量不变 — 如何判断可逆反应是否已达到了平衡状态？ 化学反应达到平衡状态 压强、密度、平均相对分子质量、总物质的量、百分含量（质量分数、体积分数、物质的量分数等）、温度、颜色等 变量不变，即平衡~ 模型构建  恒容绝热容器中 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H2(g) + I2(g) 2HI(g) ①气体的总物质的量不变     ②气体的总质量不变     ③气体的总压强不变     ④气体的密度不变     ⑤气体的平均相对分子 质量不变     ⑥混合气体的颜色不变     ⑦体系的温度不变     判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？ √ × × × √ × × × √ × × √ √ √ ①混合气体的颜色不再改变 ②混合气体的平均相对分子质量不变 ③混合气体的密度不变 ④混合气体的压强不变 ⑤O2气体的物质的量浓度不变 7. 在固定体积的的密闭容器中发生反应：2NO2 2NO + O2 该反应达到平衡的标志是（ ） 课堂练习 ①②④⑤ 若改为恒温恒压的容器中呢？改④为 ：混合气体的体积不变 ①② ③ ④⑤ 课堂小结 化学平衡状态 可逆反应 概念 逆、等、动、定、变 判断依据 逆向相等 变量不变 研究对象 特征： cC＋dD，＝ 。 $$