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 化学平衡 第二节 第1课时 化学平衡状态 旧知巩固 1.回忆曾经学习过哪些可逆反应？ NH3 +H2O NH3 ·H2O SO2 +H2O H2SO3 CO2+H2O H2CO3 H2+I2 2HI 加热 2NO2 N2O4 Cl2 + H2O HCl+HClO 2SO2+O2 2SO3 催化剂 高温 N2+3H2 2NH3 催化剂 高温高压 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； 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 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。 正反应 逆反应 一、可逆反应 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 【交流研讨】 【问题1】反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？ 随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？ 【问题2】反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？ 随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？ 【问题3】当v(正)=v(逆) ，反应物和生成物浓度如何变化？反应是否停止了？ 【交流研讨】用 c-t 图，v-t 图，表示出可逆反应（合成氨）正向进行建立的过程。 【交流研讨】用c-t图，v-t图，表示出可逆反应（合成氨）正向进行建立的过程。 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 H2 N2 t c O 化学平衡 ≠ 0 v正 v逆 v正= v逆 v t O 从正反应开始 t0 t0 NH3 H2 NH3 t0 t c O v正 v逆 v正= v逆 化学平衡 t0 ≠0 v t O 从逆反应开始 N2 【交流研讨】用c-t图，v-t图，表示出可逆反应（合成氨）逆向进行建立的过程。 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 【概念学习】回顾必修2，结合教材p31，谈谈化学平衡状态的特征有哪些？ 逆 等 动 定 变 ——研究对象为可逆反应 ——动态平衡，即 ——正、逆反应速率相等，即 ——平衡混合物中，各组分的浓度保持一定 ——外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变 v正= v逆 v正= v逆≠0 t v o v正= v逆 二、化学平衡状态的特征 (1)直接标志： (2)间接标志： 各气体的体积、体系的密度、平均相对分子质量r 、温度、颜色、压强等不随时间改变而改变 ①v(正) = v(逆) ②各组分的浓度(百分含量、质量、物质的量等)不随时间改变而改变 【一正一逆成比例】 【变量不变达平衡】 速率相等 浓度不变 三、化学平衡状态的判断 对于反应：N2 + 3H2 2NH3 ,不能说明反应达平衡状态的是 ( ) A、一个N≡N键断裂同时，有三个H－H键断裂 B、一个N≡N键断裂同时，有六个N－H键断裂 C. 2υ（ H2 ）=3υ（ NH3 ） D. 2υ正（ H2 ）=3υ逆（ NH3 ） E. υ正（ H2 ）= υ逆（H2） F. c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2 ACF N≡N 3H－H N－H － H H－ + 2 化学反应速率 随堂演练  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？ √ × × × √ × × × √ × × √ √ √   ①m总（气） _______ _______ ___ ②n总 ____ _______ ____ ③ρ混 _______ ________ ___ ④p ___ _______ ___ ⑤ ___ _______ ___ ⑥颜色 ___ 不一定 不一定 是 是 不一定 是 2NH3 N2 +3H2 催化剂 高温、高压 C(s)＋CO2(g) 2CO(g) H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 不一定 不一定 是 是 不一定 是 是 不一定 是 是  恒温恒容密闭容器中   ①m总 _______ _______ ___ ②n总 ____ _______ ____ ③ρ混 _______ ________ ___ ④p ___ _______ ___ ⑤ ___ _______ ___ ⑥颜色 ___ 不一定 不一定 是 是 不一定 是 2NH3 N2 +3H2 催化剂 高温、高压 C(s)＋CO2(g) 2CO(g) H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 是 不一定 是 不一定 不一定 不一定 是 不一定 是 是  恒温恒压密闭容器中 【例】将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的恒容真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计), 在恒定温度下，使其达到分解平衡 NH2COONH4(s) 2NH3(g) +CO2(g)下列可以判断反应已达化学平衡状态的是 ( ) A.混合气体中氨气的体积分数不变 B.密闭容器中总压强不变 C.2 v(CO2)= v(NH3) D.混合气体的平均摩尔质量不变 E.密闭容器中混合气体的密度不变 B E 在反应速率、平衡状态的判定、以及后面所要学习的平衡常数的计算里，务必看清物质的集聚状态——固态（s）。 在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是( ) A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B．SO2、SO3均为0.15 mol/L C．SO3为0.25 mol/L D．SO3为0.4 mol/L C 极端假设法 2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g) n始： 若反应完全正向进行 若反应完全逆向进行 化学反应速率 随堂演练 解： n转： x mol 3x mol N2 + 3H2 2NH3 n始： 3mol 9mol 0 n平： (3-x) mol (9-3x)mol 2x mol P平衡 P起始 n平衡 n起始 = T V一定时 = (12-2x)mol (3+9)mol = 4 5 X=1.2 2x mol n转：1.2 3.6 2.4 n平：1.8 4.8 2.4 归 纳：基本计算步骤 确定“起、转、平”三个量； 依据题干中条件建立等式关系进行解答 若各反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，则平衡时，它们的转化率相等。 一定温度下，5L密闭容器中方式如下反应： 起始时充入3molN2和9molH2，10min后达到平衡，此时气体压强变为原来的4/5。 求：①10min内ν(H2)？ ②α(N2) 和α(H2)，它们有什么关系？ N2 + 3H2 2NH3 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： 1、在一定温度下，在恒容的容器中发生1A(s) + 4B(g) 2C(g) + 2D(g) 气体B有颜色，一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是_________________ (填序号)。 ①v正(B)＝2v逆(D) ②各气体的物质的量分数不再改变 ③混合气体的颜色不再改变 ④B、C和D的浓度之比为2∶1∶1 ⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变 ① ② ③ ⑦ ⑧ 化学反应速率 随堂演练 17 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 2. 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（ ） 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 化学反应速率 随堂演练 3.与外界隔热、容积不变的密闭容器中，发生2X(g)＋Y(g) 3Z(g)＋M(s)　ΔH＝－a kJ·mol－1，下列说法不正确的是(　　) A．容器的温度不再升高，表明反应达到平衡状态 B．容器压强不变，表明反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，反应放出的总热量可能为a kJ D．反应过程中，气体的密度始终保持不变 D 化学反应速率 随堂演练 $$