2.2.1 化学平衡状态的建立 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态的建立 第二章 化学反应速率与化学平衡 人教版2019 高一 新课导入 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 合成氨工厂 一、化学平衡状态的建立 （一）可逆反应 在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。 双向性 双同性 共存性 正反应→从左到右 逆反应→从右到左 同一条件，同时进行 反应物与生成物共存， 反应物的转化率<100% 2.特征 1.定义： α ＝ ×100% 反应物的减少量 反应物的起始量 转化率： 一、化学平衡状态的建立 时间 浓度 0 NH3 H2 N2 在一定条件下，向容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的浓度随时间的如何变化？ 浓度 0 N2 H2 NH3 时间 化学平衡状态 化学平衡状态 一、化学平衡状态的建立 （二）化学平衡状态 平衡状态是在一定条件下，可逆反应所能进行的最大程度，即可逆反应的限度。此时反应物转化率和生成物的生成率均达最高。 研究对象 内在本质 外在标志 一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，正反应和逆反应的速率相等，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”。 1.定义 一、化学平衡状态的建立 2.化学反应平衡的特征 可逆反应 相等 v正＝v逆 v正＝v逆≠0 一定 内在本质 外在标志 如何判断一个可逆反应达到了化学平衡状态呢？ 一、化学平衡状态的建立 v正 v消耗(N2) v消耗(H2) v生成(NH3) ： ： 1：3：2 v逆 v生成(N2) v生成(H2) v消耗(NH3) ： ： 1：3：2 同一物质： v消耗(N2) v生成(N2) = 1 — 1 不同物质： v消耗(H2) v消耗(NH3) = 3 — 2 = = 3.化学平衡判断依据 (1)直接依据 ①v正＝v逆 ②各组分浓度保持一定（m，V，n) 关键点：有正有逆，系数比例 【实战演练】以3H2+N2 2NH3为例分析，判断下列情形是否达到平衡状态? ①v(H2) ：v(NH3)=3：2 ②3v正(H2) = 2v逆(NH3) ③若有1mol N2消耗，则有1mol N2生成 ④若有1mol N2消耗，则有3mol H2生成 ⑤若有1mol N2消耗，则有2mol NH3生成 ⑥若有1mol N≡N键断裂，则有6mol N-H键断裂 ⑦若有1mol N≡N键断裂，则有6mol N-H键生成 ⑧N2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2 催化剂 高温、高压 × √ √ × √ × × × 知识小练 一、化学平衡状态的建立 3.化学平衡判断依据 (2)间接依据 “变量不变” 颜色、T、P、ρ、 M ρ= m总 V M= m总 n总 例1： A(g) + B(g)⇌ 2C(g) A(g) + B(g) ⇌C(g) 气体的总物质的量 n 恒温恒容时的压强 p 减少 不变 不变 减少 不变 减少 恒温恒压时的体积 V 不能作为判断依据 能作为判断依据 气体的总物质的量 n、压强 p 、体积 V，要具体分析。 一、化学平衡状态的建立 恒容时，凡是有固体参与的反应，其气体密度都会变。 恒温恒容时，气体的密度ρ不再变化，能否作为判定依据？ 例2：对于反应：A(s)+B(g) ⇌ C(g) 例3：混合气体的平均摩尔质量M，不再变化时，要具体分析。 分子、分母只要有一个是变量，M 即可作为判断平衡的依据！ A(g)+B(g) ⇌ 2C(g) A(g)+B(g) ⇌ C(g) A(s)+B(g) ⇌ C(g) m总 n总 M 不变 不变 不变 不变 变 变 变 变 不变 1. 填空题 在一定温度，恒容的容器中A(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 知识小练 2. 判断题 （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(　　) × × × × √ √ 知识小练 3. 填空题 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： ①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量 能说明以下反应达到平衡状态的是： （1） 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) __________。 （2）I2(g)＋H2(g) 2HI(g) ______。 （3）2NO2(g) N2O4(g) ____________。 （4）C(s)＋CO2(g) 2CO(g) ___________。 （5） NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) ________。 （6） 5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s) ________。 ①③④⑦ ⑤⑦ ①③④⑤⑦ ①②③④⑦ ①②③ ②④⑦ 知识小练 $$