2.2.1化学平衡状态课件-2025-2026学年人教版高二上学期化学选择性必修1

第二节 化学平衡 第二章 化学反应速率与化学平衡 　第一课时 化学平衡状态 ——变化中的永恒 人体血糖调节机制 饭后血糖升高 → 胰岛素分泌增多 → 血糖浓度降低。 饥饿时血糖降低 → 胰高血糖素分泌增多 → 血糖浓度升高。最终，血糖浓度稳定在3.9-6.1mmol/L。 血糖稳定，是因为糖不代谢了吗？通过今天的学习，我们会揭秘其中的神秘面纱！ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 催化剂 N2+3H2 2NH3 催化剂 高温高压 反应时间 N2 H2 NH3 5min 0.6mol 1.8mol 0.8mol 10min 0.3mol 0.9mol 1.4mol 15min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 20min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 0min 1mol 3mol 0mol n min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 为什么双氧水可以完全分解生成0.5molO2，问题2中完全转化应该生成2mol氨气，为什么只生成1.6mol呢？ 下表中的数据是在一定条件下N2与H2反应转化成NH3的实验数据 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 对于一些反应，我们在进行化学计算时，从未关心过反应能否进行彻底的问题，即限度问题，各种反应物之间是一种“同归于尽”或者“你死我活”的关系。它们不存在限度，即反应能进行彻底 5 一、可逆反应 1、定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应 注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物 典型的可逆反应有: 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 为什么正逆反应同时进行，反应就不能进行到底，就有一定限度了呢？ 请同学们绘制反应物生成物浓度随时间变化的图像 反应时间 N2 H2 NH3 下表中的数据是在一定条件下N2与H2反应转化成NH3的实验数据，请同学们绘制反应物生成物浓度随时间变化的图像 5min 0.6mol 1.8mol 0.8mol 10min 0.3mol 0.9mol 1.4mol 15min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 20min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 0min 1mol 3mol 0mol n min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 容器体积为1L 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 浓度 时间 浓度—时间图 H2 N2 NH3 时间 速率 υ正＝ υ逆 υ正 υ逆 15min 15min 速率—时间图 结合化学反应速率的公式和刚才画的图象，分析正、逆反应速率变化规律，并以H2为例大致画出正、逆反应速率随时间变化的(ν-t)图象。 化 学 平 衡 状 态 9 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 反应也可以从逆向开始 从外表上看，反应好像“停止”。这就是这个反应所能达到的最大限度。 可逆反应的这种特殊状态就是我们要研究的化学平衡状态。 What is Equilibrium? This is not Equilibrium? 13 1、定义 在一定条件下的可逆反应中，当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。 前提（适用范围）：可逆反应 内在本质：v(正)= v(逆) ≠0 外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变 二、化学平衡状态 各组分的含量保持一定，各组分的浓度保持一定 定 等 动 变 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 υ(正)＝ υ(逆) 逆 研究对象为可逆反应 2、特征 υ(正)＝ υ(逆)≠0 到达平衡状态后，从宏观上看，反应停止了，如果是工业生产(如合成氨)，下面的操作就是要从反应混合物中分离出NH3，因为已经到达化学平衡状态止再等多长时间， NH3也不会增加。 这就是我们为何要研究反应是否到达化学平衡状态的原因。对任何可逆反应而言，到达平衡状态就意味着该条件下反应物已经最大限度转化为生成物了，下一步就要进行目标产物的分离了。那么，怎么判断是否到达平衡状态了呢? 可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心性依据。 (1) 正逆相等(方向相反，量相当) 3. 判断依据： (2) 变量不变 标志一 ：v正 = v逆 a. 单位时间内有2 mol SO2消耗，同时有 mol SO2生成； 2SO2 + O2 2SO3 △ 催化剂 b. 单位时间内有2 mol SO2生成，同时有____mol SO3 ; c. 单位时间内有2 mol SO2生成，同时有____mol O2 ; 方向相反，变化量之比等于化学计量数之比 三、化学平衡状态的判定举例 变化量可以是速率，浓度，物质的量等 18 活动 1、一定条件下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是（ ） A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2 C、单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2 D、单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2 BD 2、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 3.一定温度下在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O2 2SO3，一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是 。 ①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3) ③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 ④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2 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 ⑨二氧化硫的百分含量不再改变 ①⑤⑥⑧⑨ 标志二：各组分的浓度保持不变 变量不变 A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g) 23 时间 B的物质的量 C的物质的量 起始   0 0 1min   0.4 0.4 2min 0.6   0.6 3min 0.7 0.7 ...... 请试着分析此反应中B、C的体积分数变化A(s) B(g)+C(g) 从反应开始起，B、C的体积分数均为1/2，始终没有改变，不是变量，不能作为判断平衡状态的依据。 4.在一定温度下的刚性密闭容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明下述反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达到平衡状态 。 ①混合气体的压强　 ②混合气体的密度　 ③B的物质的量浓度　 ④气体的总物质的量　 ⑤混合气体的平均相对分子质量　 ⑥物质C的百分含量　 ⑦各气体的物质的量 ②③⑤⑥⑦ 5.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 26 6. 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 A.②⑧ B.②⑤⑧ C.①③④⑦ D.②⑤⑥ A 有固体生成的缩体反应 本节课到此结束 $