2.2.1 化学反应速率 课件 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学反应平衡 第二节 化学平衡 课时1 化学平衡状态 选择性必修1 学习目标 本节重点 本节难点 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。 2 情景导入 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，原理如下： 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 ——化学反应进行的限度 1、使原料尽可能快地转化为产品 2、使原料尽可能多地转化为产品 ——化学反应速率 （即化学平衡） 教师点拨 一、化学平衡状态 1、化学平衡的建立 浓度 时间(t) NH3 N2 H2 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 逆向：2NH3 N2 + 3H2 NH3 N2 H2 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。 浓度 时间(t) 正向：N2 + 3H2 2NH3 教师点拨 用速率变化图像表示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) 反应速率 时间(t) N2O4 2NO2 N2O4 NO2 教师点拨 二、化学平衡状态 化学平衡状态的概念 在一定条件下，在可逆反应体系中，____________与____________相等，反应物的浓度与生成物的浓度____________，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。 正反应速率 逆反应速率 均保持不变 化学反应的限度 化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度。 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 转化率 (α) = 转化的量 起始的量 ×100％ 教师点拨 逆 等 动 定 变 研究对象是可逆反应 同一物质 ，v正 = v逆 ≠ 0 动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止。 各物质的物质的量浓度(c)、物质的量(n)、物质的质量(m)、转化率(α)等物理量一定 外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡。 特点 教师点拨 可逆反应 2SO2+O2 2SO3 催化剂 Cl2+H2O HClO+HCl SO2+H2O H2SO3 NH3+H2O NH3·H2O 2H2 + O2 2H2O 点燃 通电 定义 在相同条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能够向逆反应方向进行的反应 特点 双向性 反应物 生成物 正向反应 逆向反应 双同性 正、逆反应在同一条件下同时进行;反应物的转化率都小于100% 共存性 反应不能同时进行;反应物和生成物(分子和离子)同时存在 能量转化 若正反应放热，则逆反应吸热 教师点拨 动态平衡 v溶解 = v结晶 Cl2+H2O HClO+HCl 教师点拨 三、化学平衡状态的判断方法 直接标志——“正逆反应速率相等” a. 同一物质的生成速率等于其消耗速率 A2(g)＋ 3B2(g) 2AB3(g) 示例： 消耗 1 mol A2的同时生成1 mol A2 A2(g)＋ 3B2(g) 2AB3(g) 示例： 2v正(A2) ＝ v逆(AB3) 消耗 1 mol A2的同时消耗2 mol AB3 b. 不同物质表示反应速率时，必须符合： 两个不同的方向；且速率之比等于化学方程式中相应的化学计量数之比。 同边异向异边同向比例计量 v正(A) ＝ v逆(A) 教师点拨 三、化学平衡状态的判断方法 间接标志——“变量不变” 物质的量 物质的量浓度 质量 产率 颜色 (有色物质) 转化率 百分含量 (体积分数) (质量分数) （注意不是相等，也不是成一定的比值） 各物质的mB、nB、CB、质量分数wB、转化率ɑB等保持不变则平衡； 温度 (绝热体系) 知识精讲 标志一 混合气体的p总、V总、n总 (pV＝nRT) 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) 若m+n≠p+q，总压强一定（其他条件一定） 若m+n=p+q，总压强一定（其他条件一定） 知识精讲 绝大多数情况下，某种气体的体积分数φB（即物质的量分数）不变，可以作为判断平衡的依据。 特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量 标志二 体积分数（即物质的量分数）φB φ(B) ＝ nB n总 φ(B)不变时 A(g) + B(g) 2C(g) A(s) B(g) + C(g) 变量 φ(B) ＝ nB n总 定量 变量 φ(B) ＝ 1 2 定量  () - 知识精讲 气体平均相对分子质量 标志四 ① 若各物质均为气体，且m+n≠p+q 若各物质均为气体，且m+n=p+q 反应式 M(平均)不变时 M＝ m总 n总 反应式 M(平均)不变时 M＝ m总 n总 定量 定量 定量 H2(g)+ I2(g) 2HI(g) 左=右：______ n总为定量 m总为定值 mA+m B= mC (质量守恒） 左≠右：_________ n总为变量 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 变量 定量 变量 M = m总 n总 取决于有无非气体 取决于气体系数差 知识精讲 气体平均相对分子质量 标志四 ② 若有非气体参与 m总为变量 反应式 M(平均)不变时 M＝ m总 n总 变量 定量 变量 2A(g)+ B(s) 2C(g) 左=右：______ n总为定量 M = m总 n总 取决于有无非气体 取决于气体系数差 气 体密度 标志五 ① 各物质均为气体 m总为定值 若m+n≠p+q，ρ不变时 若m+n=p+q，ρ不变时 V容器为变量 ρ为变量 V容器为定值 ρ为定值量 mA+m B= mC (质量守恒） m总为变量 恒压或是恒容，ρ不变时 ρ为变量 ② 若有非气体参与 知识精讲 反应式 恒温 恒压 密闭容器，ρ不变时 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ρ＝ m总 V 变量 定量 变量 恒容时，不用考虑系数 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) pV＝nRT pM＝ρRT M∝ρ ρ＝ m总 V 左≠右：_____________ n总为变量 反应式 恒温 恒容 密闭容器，ρ不变时 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ρ＝ m总 V 定量 定量 定量 知识精讲 m总为变量 恒压或是恒容，ρ不变时 ρ为变量 ② 若有非气体参与 反应式 恒温 恒容 密闭容器，ρ不变时 ρ＝ m总 V 定量 变量 变量 Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g) 反应式 恒温 恒容 密闭容器，ρ不变时 ρ＝ m总 V 定量 变量 变量 Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g) M＝ m总 n总 变量 变量 变量 $