2.2.1化学平衡状态 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修一

第二章 化学反应速率与化学平衡 第2节　化学平衡 第1课时 化学平衡状态 人教版选择性必修第一册 揭示目标 1.了解可逆反应的特点。 2.掌握化学平衡状态的建立和特征(重点) 。 3.会判断化学反应是否达到平衡状态(难点) 。 学习目标 2 新课导入 反应能否进行彻底？工业合成氨反应呢？ N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温高压 新课导入 回顾必修2，结合教材p30，谈谈什么是可逆反应？可逆反应有哪些特点？ 一、化学平衡状态 1.可逆反应 （1）定义：在同一条件下，正逆反应方向能够同时进行的反应。 N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温高压 （2）特征： 1）相同条件下； 2）正、逆反应同时进行 3）反应物、生成物同时存在 三 同 一 小 任一组分的转化率都小于100%。 方程式用“ ”连接，而不用 “ = ” （3）表示： 合成氨反应属于可逆反应，有一定限度，原料无法完全转化。 N2+3H2 2NH3 催化剂 高温高压 2SO2+O2 2SO3 催化剂 高温 SO2 +H2O H2SO3 NH3 +H2O NH3 ·H2O H2+I2 2HI 加热 CO2+H2O H2CO3 2NO2 N2O4 Cl2 + H2O HCl+HClO (4)常见的典型的可逆反应有： 一、化学平衡状态 1.可逆反应 ①2H2 + O2 = 2H2O 已知：2mol 1mol ②2SO2 + O2 2SO3 已知：2mol 1mol ? ? 2mol <2mol 当堂检测 当堂检测 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 92.4kJ（填“大于”“小于”“等于“）。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。 一、化学平衡状态 2.化学平衡状态的建立 N2+3H2 2NH3 正反应 逆反应 浓度 时间(t) NH3 N2 H2 正向： N2 + 3H2 2NH3 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 一、化学平衡状态 2.化学平衡状态的建立 N2+3H2 2NH3 正反应 逆反应 逆向： 2NH3 N2 + 3H2 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 NH3 N2 H2 浓度 时间(t) 任何可逆反应在一定条件下都存在反应的限度。 一、化学平衡状态 2.化学平衡状态的建立 N2+3H2 2NH3 正反应 逆反应 浓度 时间(t) NH3 N2 H2 v(正)>v(逆) v(正) v(逆) 反应速率 时间(t) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 当正、逆反应速率相等时，达到看似不变的“表面静止”状态，即化学平衡状态，即该反应的最大限度。 即同种物质： 消耗速率=生成速率 一、化学平衡状态 2.化学平衡状态的建立 v(正)>v(逆) v(正) v(逆) 反应速率 时间(t) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 即同种物质： 消耗速率=生成速率 (1)0~t1：v(正)>v(逆) (2)t1后： v(正)=v(逆) 未平衡，正向进行 达到平衡状态 一、化学平衡状态 3.化学平衡 (1)定义：在一定条件下可逆反应中，当正、逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变，达到了一种表面静止的状态，我们称之为化学平衡状态。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。 化学反应的限度即该条件下的最大转化率 一、化学平衡状态 3.化学平衡 (2)特征： 逆 等 动 定 变 ——可逆反应 ——动态平衡，即 ——正、逆反应速率相等，即 ——平衡混合物中，各组分的含量保持不变 ——外界条件改变，原平衡可能被打破，在新条件下建立新平衡。 v正= v逆（同种物质） v正= v逆≠0 一、化学平衡状态 3.化学平衡 （4）达到化学平衡的标志（判断方法） ①直接标志 1）同种物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A) 2）不同物质：一正、一逆速率之比＝化学计量数之比。 3)各组分的含量保持不变 各组分的浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数不再改变 4）即变量不变是平衡 ②间接标志 体系的颜色、温度、质量、平均相对分子质量（M）、 ρ(气体)、 转化率等不再变化 同一物质：v正(A)=v逆(A) 不同物质：v正(A)：v逆(B)=a:b 适用：速率关系、成键断键、生成消耗 A的消耗速率与A的生成速率————— A的消耗速率与C的————速率之比等于———— B的生成速率与C的————速率之比等于———— A的生成速率与B的————速率之比等于———— 相等 消耗 a ：c 生成 b ：c 消耗 a ：b aA(g)+bB (g) cC(g)+dD(g) 当堂检测 是 是 以3H2+N2 2NH3为列分析，判断下列情形是否达到平衡状态？ (1) 若有1molN2消耗，则有1molN2生成。 (2) 若有1molN2消耗，则有3molH2生成。 (3) 若有1molN2消耗，则有2molNH3生成。 (4) 若有1molN≡N键断裂，则有6molN﹣H键断裂。 (5) 若有1molN≡N键断裂，则有6molN﹣H键生成。 否 是 否 当堂检测 当堂检测 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的百分含量不再变化 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.②⑤⑥ A 当堂检测 可逆反应2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行： ①单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO ③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 可说明该反应达到化学平衡状态的是__________。 ①④⑥⑦ 1.下列关于化学平衡的说法中，不正确的是( ) A.当可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率都为零 B.当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率一定相等 C.当可逆反应达到化学平衡后，改变某些条件可以使平衡破坏 D.当可逆反应达到平衡时，尽管正、逆反应都还在进行，但各物质的浓度保持不变 A 当堂检测 当堂检测 2.在一定温度下的恒容容器中，发生反应：2A(g)＋B(s)　　 C(g)＋D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是( ) ①混合气体的压强不变 ②混合气体的密度不变 ③C(g)的物质的量浓度不变 ④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1 ⑤单位时间内生成n mol C，同时生成n mol D ⑥单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A A.①②⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.①③⑥ C 当堂检测 3．在一个绝热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(s)，当m、n、p、q为任意整数时，一定可以作为反应达到平衡状态的标志是(　　 ) ①体系的压强不再改变　 ②体系的温度不再改变　 ③体系的密度不再变化　 ④各组分质量分数不再改变 A．①②③ B．①②③④C．②③④ D．③④ C 当堂检测 5.在698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。 请回答下列问题： (1)V＝__________ L。 (2)该反应达到最大限度的时间是________， 该时间内平均反应速率v(HI)＝________________。 (3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。 2 5 s 0.316 mol·L-1·s-1 放出 41.87 kJ 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 $$