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

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第一课时 化学平衡状态 1 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？ 原料 产品 原料 产品 尽可能快 尽可能多 如何加快反应速率 如何提高反应限度 20℃时，将一块质量为40 g 的NaCl晶体投入到100 g 水中，充分搅拌，至固体不再溶解为止，静置。 经过相当长的时间后，发现NaCl晶体质量不再发生变化，但NaCl晶体的形状在不断发生改变，为什么？ 宏观表象 微观速率解释 溶解 结晶 饱和 v溶解 >v结晶 v溶解 <v结晶 v溶解 =v结晶 1、概念：在相同条件下，正反应方向和逆反应方向 同时进行的化学反应。 一、可逆反应 N2+3H2 2NH3 CO2+ H2O H2CO3 高温 高压 催化剂 2、可逆反应的特点： (1)相同条件，同时进行 (2)不能完全转化（即反应物与生成物共存） 2H2O 2H2↑＋O2↑，该反应属于可逆反应吗？ 1. 25℃时，合成氨反应的热化学方程式为： N2 (g) ＋3H2 (g) 2NH3 (g) △H= - 92.4kJ/mol 在该温度时，取1mol N2和3mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行 反应，测得反应放出的热量总小于92.4kJ。其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________ 该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3， 所以，反应放出的热量总是小于92.4 kJ。 化学平衡的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：（P30） N2+3H2 2NH3 请根据图示填表（分析反应物、生成物浓度和速率的变化）： 高温 高压 催化剂 反应物 浓度 v正 生成物 浓度 v逆 开始时 ________ _____ ________ ________ 进行中 ________ ____ ________ ________ 平衡时 ________ ____ ________ ________ 最大 最大 0 0 减小 减小 增大 增大 不变 不变 不变 不变 请将上述过程用v－t图像表示 2. 化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应体系中，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”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 化学平衡状态的建立 在容积为1L的密闭容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g)，发生反应 ： CO(g)＋H2O (g) CO2(g)＋H2(g) 正反应速率 逆反应速率 时间 速率 化学平衡 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 (　　) × × √ 化学平衡状态的特征 (3)动：动态平衡（v(正)= v(逆) ≠0） (2)等：v(正)= v(逆) (4)定：反应混合物各组分的浓度保持不变。 (1)逆：可逆反应 即同一物质消耗速率与生成速率相等 (5)变： 注意：浓度保持一定，但不一定相等。 条件改变，平衡被破坏，发生移动。 思考：你能从这几个特征中总结化学平衡状态的判断标志吗？ 3、化学平衡状态的判断标志 (1)等：v(正)= v(逆) (2)定：反应混合物各组分的浓度/百分含量保持不变。 (3)变量不变 ①速率：v正=v逆 直接 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 ③混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间而改变 (x+y≠z) 间接 1.一定温度下容积不变的密闭容器中发生反应: X(g) + 2Y(g) 3Z(g)。下列叙述中，能说明反应已达到化学平衡状态的是( )。 A.Z的生成速率与Z的分解速率相等 B.单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZ C.容器内的压强不再变化 D.混合气体总的物质的量不再变化 A D C 4.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变， 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)。 能判断该反应已经达到化学平衡的是(　　) ①2v(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 A．②③⑤ B．②③④ C．①④⑤ D．全部 A 5、在一定温度下，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混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 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 6、在一定温度下，下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)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混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 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 D 2、两种判断： ①速率是否相等：v正=v逆（同种物质表示） ②数据是否改变：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，形成反应物与生成物共存状态 二、化学平衡状态特点及判断 $$