2.2.1 化学平衡状态 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选修一

已知 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H=－92.4KJ/mol ,请问2molN2(g)和6molH2(g)反应生成NH3(g) 释放出的热量 （填“大于”或“小于”或“等于”）184.8KJ的热量。 小于 课题导入 第 页 化学平衡状态 §2.2.1 化学平衡状态 第二章 化学反应速率与化学平衡 1、熟悉可逆反应的特征，学会用极限法确定可逆反应中各物质的量的范围； 2、熟记化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。 目标引领 一、可逆反应与不可逆反应 V正：单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 V逆：单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少 在 下向正向反应和逆向反应 进行的反应， 用 表示。 1、可逆反应 NH3＋H2O NH3·H2O 同一条件 正向反应： 。 逆向反应： 。 同时 反应物→生成物 生成物→反应物 独立自学 第 页 化学平衡状态 已知 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H=－92.4KJ/mol ,请问2molN2(g)和6molH2(g)反应生成NH3(g) 释放出的热量 （填“大于”或“小于”或“等于”）184.8KJ的热量。 小于 (1)同一条件下正、逆反应同时进行 (2)反应物的转化率不能达到100% (3)反应物和生成物共存 2、可逆反应的特点: 引导探究 第 页 化学平衡状态 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应。(　　) (2)CO2与水的反应是不可逆反应。(　　) (3)NH3和HCl作用生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应。(　　) (4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%。(　　) (1)同一条件下正、逆反应同时进行 × × × 当堂诊学 √ 例题：在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　) A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1 (2)反应物的转化率不能达到100% (3)反应物和生成物共存 A 3、用“极限法”确定可逆反应中各物质的量范围； 引导探究 2.一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)　　2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达到平衡时，X、Y、Z浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1。 (1)平衡时，Y和Z的速率之比为________。 (2)c1的取值范围为__________________。 3∶2 0<c1<0.14 mol·L－1 当堂诊学 反应开始时： 反应物浓度 ，v(正) ； 生成物浓度为 ，v(逆)为 。 反应进行中： 反应物 ，导致v(正) 逐渐 ； 生成物由无到有逐渐 ，导致v(逆) 从零逐渐 。 反应到一定时间： v(正) v(逆)； 各反应物和生成物的浓度 。 最大 最大 零 零 减少 减小 增多 增大 等于 不再发生变化 分析用氮气和氢气合成氨反应中正、逆反应的反应速率、反应物和生成物的浓度随时间的变化情况。 N2+3H2 2NH3 平衡状态 独立自学 第 页 化学反应的限度 化学反应条件的控制 3、在200 ℃时，将1 mol H2(g)和2 mol I2(g)充入到容积为1 L的密闭容器中，发生如下反应：I2(g)＋H2(g) 2HI(g)　ΔH＝-c kJ·mol－1 (1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以___(填“v正”或“v逆”)最大，而____(填“v正”或“v逆”)最小(为零)。 (2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势c(H2)_____，c(I2)_____，而c(HI)_____，从而化学反应速率v正_____，而v逆_____(均填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)当反应进行到v正与v逆______时，此可逆反应就达到了平衡状态。 v正 v逆 1 mol/L 2 mol/L 0 mol/L 减小 减小 减小 增大 增大 相等 当堂诊学 第 页 化学反应的限度 化学反应条件的控制 1、定义： 二、化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应中，当正、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。 1）可逆反应 2）v（正）≠0，v（逆）≠0 3）v（正）= v（逆） 4）外界条件不发生变化，体系组分不发生变化 5）外界条件变化，平衡将改变 2、特征 ------“逆” ------“动”态平衡 ------“等” ------ “定” ------“变” 引导探究 第 页 化学平衡状态 3、化学平衡状态的 v-t 图像 正反应速率 逆反应速率 时间 速率 v(正)=v(逆) 化学平衡状态 v正、v逆是指同一化学反应中的同一种物质的消耗或生成，若给出不同物质的数值时，按方程式计量数转换成同一物质进行比较。 第 页 化学平衡状态 4、对于某一反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)， 化学平衡建立的图像可表示为如图所示， 判断下列说法的正误。 (1)若v(正)表示A的消耗速率，v(逆)则表示C的生成速率 (　　) (2)若v(正)表示A的消耗速率，v(逆)则表示B的生成速率 (　　) (3)若v(正)表示C的生成速率，v(逆)则表示A的生成速率 (　　) × × √ 当堂诊学 第 页 化学平衡状态 (1)合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗(　　) (2)对于可逆反应，若加入反应物，则反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行(　　) (3)只有可逆反应才存在平衡状态(　　) (4)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果(　　) (5)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等(　　) (6)化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例(　　) × × √ √ × × 当堂诊学 【例1】 在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( ) A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B C.单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等（数值） D.单位时间生成n mol A，同时生成2n mol C AD 怎样理解v(正)= v(逆)？ 引导探究 【例2】下列可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态 的是( ) A、1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键形成 B、1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂 C、1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂 D、1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成 AC 同侧物质遵循“一生一死”，两端物质遵循“同生共死”。 引导探究 第 页 化学平衡状态 ①速率：v正=v逆 直接 如何判断可逆反应已达到平衡状态？ ②各组分的浓度保持不变 ③各组分的物质的量不随时间而改变 ④混合气体的总压、总体积、总物质的量、平均密度、 平均摩尔质量不随时间而改变 ⑤ 混合气体的颜色不随时间而改变 间接 以xA(g)+yB(g) zC(g)(x+y≠z)为例，分析化学反应达到平衡状态的标志： “变量不再改变时” 即为该条件下的 平衡状态 引导探究 第 页 化学平衡状态 6、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时，表明反应 A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A、混合气体的压强 B、混合气体的密度 C、B的物质的量浓度 D、气体的总物质的量 BC 当堂诊学 第 页 化学平衡状态 7、在一定温度下固定容积中，下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是 （ ） ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成amolA，同时生成3amolB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的物质的量不再变化 ⑥混合气体的总压强不再变化 ⑦单位时间内消耗amolA，同时生成 3amolB ⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A、②⑧ B、②⑤⑧ C、①③④⑦ D、②⑤⑥⑧ A √ √ √ √ √ √ × × 第 页 化学平衡状态 19 2、两种判断： ①速率是否相等：v正=v逆（同种物质表示） ②变量是否改变：各组分浓度、体积分数、分压等是否改变，混合气体总mol、总压、平均分子量或气体密度是否改变。 1、五大特点：逆、等、动、定、变 一、可逆反应判断及特点: 1、相同条件下，正、逆反应同时进行 2、反应物转化率不能达到100%，即平衡时反应物不为0。 二、化学平衡状态特点及判断 3、反应物与生成物共存状态 §2.2.1 化学平衡状态的建立 目标升华 第 页 化学平衡状态 1.（双选）在500℃、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应： 2SO2 ＋ O2 2SO3，达到化学平衡状态时的标志是 ( ) A、SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 B、SO2的生成速率等于SO3的生成速率 C、SO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍 D、SO3的生成速率等于O2生成速率的 2倍 BD 当堂诊学 第 页 化学平衡状态 C 第 页 化学平衡状态 D  2．一定温度下某容积不变的密闭容器中，可逆反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)可建立平衡状态。下列状态中不能确定该反应已达到平衡状态的是(　　) A．体系的压强不再发生变化 B．v正(CO)＝v逆(H2O) C．生成n mol CO的同时生成n mol H2 D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 3．一定温度下，在某固定容积的密闭容器中发生可逆反应A(s)＋3B(g)3C(g)，该反应达到平衡状态的标志是(　　) A．密闭容器内物质的总质量不再改变 B．密闭容器内气体的压强不再改变 C．密闭容器内混合气体的总物质的量不再改变 D．密闭容器内混合气体的质量不再改变 $$