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1

新人教版 化学 选必1 第二章 化学反应速率 与化学平衡 第二节 化学平衡 第1讲 化学平衡状态 1.理解化学平衡状态的定义，掌握其特征(逆、动、等、定、变)。 3.掌握判断可逆反应达到化学平衡状态的动态标志(正逆反应速率相等)和静态标志(变量不变)。 2.学会计算反应物的转化率(α)，理解化学反应的限度决定反应物在该条件下的最大转化率。 教学目标 1918年，德国化学家弗里茨·哈伯，“由于从单质合成氨的研究”获奖。 1931年，德国化学家卡尔·博施“由于他发明和发展化学合成氨高压技术”获奖。 2007年，德国化学家格哈德·埃特尔“由于他对固体表面化学合成氨反应的研究”获奖。 合成氨领域有三位科学家获得诺贝尔化学奖 “从空气中制造面包的圣人” 新课导入 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在农业、工业生产中具有及其重要的意义，满足了人类的需求。其原理如下： 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 工业生产中的两个关键 ①反应速率：快出产品 ②化学平衡：多出产品 化工生产中，我们需要考虑哪些因素呢？ 只考虑化学反应速率不够，还需考虑如何尽可能多地将原料转化为产品。 合成氨反应有限度，原料无法完全转化。 新课导入 请你思考！ 根据资料的信息，请你推测一下合成氨工业的条件。 meiyangyang8602 达到平衡时平衡混合物中NH3的含量（体积分数） 压强增大，氨的含量增大 meiyangyang8602 资料1 温度升高，氨的含量降低 资料2 低温、高压平衡混合物中NH3的含量高 新课导入 一、化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 c(N2) 1 0.9 0.8 0.75 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 c(H2) 3 2.7 2.4 2.25 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 c(NH3) 0 0.2 0.4 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 1. 此条件下进行到什么时候达到了反应的限度（化学平衡）？ 2. 此时的反应是否停止了？ 3. 此时为何3种物质的浓度保持不变？ 某密闭容器中发生如下反应： 一、化学平衡状态 一、化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 某密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2发生反应： ①开始 v(正) ，v(逆) ； 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 v(正) v(逆) ③平衡 ②变化 v(正) ，v(逆) ； v(逆)≠0，v(正)＞v(逆) v(正)=v(逆) ≠0 反应物浓度 ， 生成物浓度 ； 反应物浓度 ， 生成物浓度 ； 反应物浓度 ， 生成物浓度 ； 最大 为0 减小 增大 不变 不变 最大 =0 减小 增大 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 反应速率 t1 时间（t） 0 化学平衡状态 一、化学平衡状态 各物质的浓度 不再变化 表现 （1）化学平衡状态的正向建立 一、化学平衡状态 （2）化学平衡状态的逆向建立 若反应物为NH3，情况又怎样？ 各物质的浓度 不再变化 一、化学平衡状态 2.化学平衡状态的概念 一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。体系的组成不随时间而改变，反应中物质的转化达到了“限度”。化学平衡是一种动态平衡。 即达到此条件下的最大转化率，反应的最大程度。 转化率(α) = 转化的量 起始的量 ×100％ 一、化学平衡状态 思考：如何判断一个可逆反应，是否达到化学平衡状态？ 3.化学平衡状态的特征 逆、等、动、定、变 (1) 逆：讨论的对象是可逆反应 (前提) (2) 等：同一物质 v正 = v逆 ≠ 0 (本质) (3) 动：化学平衡是一种动态平衡。化学反应达到平衡时，反应并没有停止。 (4) 定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变 (标志) (5) 变：化学平衡状态是有条件的，当影响化学平衡的外界条件发生改变，化学平衡就会被破坏，在新的条件下建立新的化学平衡。 双向性 双同性 共存性 量: 质量、物质的量、体积、物质的量浓度等 一、化学平衡状态 判断依据——正逆相等，变量不变 4.化学平衡状态的判断 动态标志 静态标志 ν (正) = ν (逆) ≠0 变量不变 同一物质: 生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A) 不同物质： v正(A) : v逆(B) = 化学计量数之比 ① 各物质的 m 、n 或 c 不变 ② 各物质的百分含量不变(物质的量分数、质量分数、转化率、产率等) ③ 颜色、温度（绝热体系）不再改变 正逆相等 ④间接标志：气体的p总、V总、n总，M， ρ (pV＝nRT) 左＝右：_____________ 左≠右：_____________ 变量 定量 例1.气体的p总(或V总或n总)一定时，反应达到平衡状态。 示例：2HI (g) H2 (g) +I2 (g) 2 2 ＝ 4 3 > 方法归纳：看气体化学计量数之和左右是否相等 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) 变式1.判断下列描述的反应状态是否达到平衡。 气体的n总不变时 恒温恒容密闭容器，p总不变时 恒温恒压密闭容器，V总不变时 A(g) ＋ B(g) C(g) A(s) ＋ B(g) C(g) 典例剖析 例2.气体体积分数/物质的量分数 (pV＝nRT) φ(B) ＝ nB n总 变量 φ(B)不变时 A(g)＋B(g) 2C(g) φ(B)＝ nB n总 φ(B) ＝ 1 2 定量 变量 定量 A(s) B(g)＋C(g) 例3.气体平均相对分子质量 M＝ m总 n总 反应式 M(平均)不变时 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) M＝ m总 n总 变量 定量 左≠右：_____________ n总为变量 变量 典例剖析 反应式 M(平均)不变时 n总为定量，m总为变量 2A(g)＋B(s) 2C(g) 例3.气体平均相对分子质量 M＝ m总 n总 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 左 右 n总为定量，m总为定量 NH2COONH4(s) 2NH3(g) + CO2(g) M＝ ×17＋ ×44 2 3 1 3 定量 M＝ m总 n总 看系数 看状态 反应物和生成物均为气体，则气体总的质量为定量 反应前后气体物质的化学计量数之和相等，则n总为定量 (归纳总结) 典例剖析 例4.气体密度 ρ＝ m总 V 看系数 看状态 反应式 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 恒温 恒容 密闭容器，ρ不变时 恒容时，不用考虑系数 Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g) V为定量，m总为变量 反应式 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 恒温 恒压 密闭容器，ρ不变时 Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g) n总为变量↓，m总为变量↑ n总为变量，m总为定量 典例剖析 1.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 课堂练习 2.对于可逆反应 ，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间18O原子存在于（ ）　　 A.多余的氧气中 B.生成的三氧化硫中 C.氧气和二氧化硫中 D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中 D 3.在一密闭容器中进行反应：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，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　) A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1 B．SO2为0.25 mol·L－1 C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 D．SO3为0.4 mol·L－1 B 课堂练习 A. 变量 B. 对于一个特定反应，ΔH固定不变 C. 在t1时刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2) D. 变量 B 4. D. 课堂练习 判断依据——正逆相等，变量不变 动态标志 静态标志 ν (正) = ν (逆) ≠0 变量不变 同一物质: 生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A) 不同物质： v正(A) : v逆(B) = 化学计量数之比 ① 各物质的 m 、n 或 c 不变 ② 各物质的百分含量不变(物质的量分数、质量分数、转化率、产率等) ③ 颜色、温度（绝热体系）不再改变 正逆相等 ④间接标志：气体的p总、V总、n总，M， ρ 课堂总结 新人教版 化学 选必1 第二章 化学反应速率 与化学平衡 谢谢观看 Lavf58.46.101 已知：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是 $$