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

第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 化学平衡 第一课时 化学平衡状态 1 学习目标： 1、知道可逆反应的定义 2、认识平衡状态，知道如何判断化学平衡状态 2 1.可逆反应： 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 H2SO3 SO2 + H2O HCl+HClO Cl2 + H2O 学习任务一：可逆反应 1．定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 2．表示：书写可逆反应的方程式不用“===”，而用“ ”连接 3．特点： 双向性、同时性、共存性 （反应物和生成物同时存在，不能完全转化） 3 新制氯水中含有哪些微粒？ 分子：Cl2、H2O、HClO 离子：H+、Cl-、ClO-、OH- 4 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 学习任务二：化学平衡 — 化学平衡的建立 浓度 时间 浓度—时间图 H2 N2 NH3 t0 刚开始时：反应物浓度________，正反应速率________ ，生成物浓度为_________，逆反应速率为_________ 。 反应过程中：反应物浓度_________ ，正反应速率_________ ， 生成物浓度_________ ，逆反应速率_________。 一段时间后:必然出现___________________。 最大 最大 0 0 渐小 渐小 渐大 渐大 υ正＝ υ逆 时间 速率 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 t0 速率—时间图 (a)充入一定量的N2和H2 浓度 时间 浓度—时间图 t0 H2 N2 NH3 时间 速率 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 t0 速率—时间图 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 (b)充入一定量的NH3 在一定条件下的可逆反应里，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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 α ＝ ×100% 变化量 起始量 转化率： 2.化学平衡概念： 最大转化率 动态平衡 条件改变，原平衡状态被破坏，在新的条件下建立新的平衡 研究的对象是可逆反应 定 等 动 变 逆 υ(正)＝ υ(逆)≠0 各组分的含量保持一定，各组分的浓度保持一定。 3.化学平衡状态的特征： 怎么判断一个反应是否达到化学平衡状态呢？ (1)直接标志— 速率相等 4.化学平衡状态的判断： ①同种物质—— v正(A) = v逆(A) ②不同物质—— v正(A) : v逆(B) = a : b（化学计量数之比） 例1．在体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) （1）单位时间内消耗2n mol NO2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、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态（　　） （4）单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2（　　） （5）单位时间内断开n mol NO中的N—O键的同时生成2n mol O＝O键（　　） （6）NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等（　　） √ × × √ × × √ ①各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量、颜色等保持不变 （2）间接标志—变量不变 学习任务二：化学平衡—化学平衡的判断 ②总压强、总物质的量、混合气体的平均相对摩尔质量（Mr）、体系的密度等，根据具体情况分析。 这些都不是某一种物质的数据，而是所有气体的整体量。 （1）气体的总物质的量n、体积V、压强P,要具体分析： 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 变 不变 不变 变 不变 变 恒温恒压时的气体体积V 等体反应（反应物总气体的计量数等于生成物总气体） 非等体反应（反应物总气体的计量数不等于生成物总气体） 找固体 看气体系数 （2）混合气体的平均摩尔质量r,不再变化时，要具体分析 M= m总 n总 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 等体反应 非等体反应 有固体参加的等体反应 （2）恒温恒容时，气体的密度ρ不再变化时，要具体分析 ρ= m总 v 不会变 气体质量改变，ρ是变量，可以作为判断依据。 对于反应：A(s)+B(g) C(g) mA+m B= mC (质量守恒） 找固体，若方程式中有固体，则气体总质量会变化 对于反应：A(g)+B(g) C(g) 质量守恒，气体质量不变，ρ是不变量，不能作为判断依据。 例1：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，表明反应：A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)不能判断已达平衡状态的是（ ）（其中只有B气体有颜色） A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.气体的平均摩尔质量 D.气体的颜色 A M＝ M总 n总 P1 P2 ＝ n1 n2 ρ＝ m V 有固体参加的等体反应 例2,在一定温度下，下列叙述可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)不是达到平衡的标志的是（ ） ①C的生成速率与C的消耗速率相等 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 ②⑧ 有固体生成的非等体反应 A．N2为0.2 mol/L，H2为0.6 mol/L B．N2为0.15 mol/L C．N2、H2均为0.18 mol/L D．NH3为0.4 mol/L 例3： B 极端假设法 1.一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应， 以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态（ ） A. 单位时间内消耗 a mol N2，同时生成 2a mol NH3 B. H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍 C. 容器内的压强不再变化 D. 混合气体的总质量不再变化 E. 混合气体的密度不再变化 BC 非等体反应 P1 P2 ＝ n1 n2 ρ＝ m V N2（g）+3H2 （g） ⇌ 2NH3（g） 面 线 点 1.在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．t1时刻，反应逆向进行B．t2时刻，正反应速率大于逆反应速率C．t3时刻，达到反应进行的限度D．t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止 B 2.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应： 甲：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g); 乙：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变， ②恒温时，气体压强不再改变 ，③各气体组成浓度相等 ④体系中温度保持不变 ⑤断裂氧氢键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9:1 其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是（ ) A.①②⑤ B.③④⑥ C.⑥⑦ D.④⑤ D 学习评价 M＝ M总 n总 P1 P2 ＝ n1 n2 ρ＝ m V 有固体参加的增体反应 等体反应 3：在一个恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 mol·L－1、1.0 mol·L－1、0.5 mol·L－1，当反应达到最大限度时，可能出现的数据是(　　)A．c(SO3)＝1.5 mol·L－1B．c(O2)＝c(SO3)＝0.75 mol·L－1C．c(O2)＝1.25 mol·L－1D．c(SO2)＋c(SO3)＝1.5 mol·L－1 D 极端假设法 4(双选)、一定条件下，反应N2+3H2 ⇌ 2NH3达到平衡的标志是（ ） A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成 B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂 C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂 D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成 AC 在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。 N≡N 3H－H N－H － H H－ + 2 以后的你会感谢现在努力奋斗的你！ 23 $