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选择性必修1

组织建设 第二节　化学平衡 第二章 化学反应速率与化学平衡 课时1 化学平衡状态 4FeS2+11O2 == 2Fe2O3+8SO2 高温 工业上制备硫酸中二氧化硫之谜 催化剂 2SO2+O2 ⇌2SO3 △ SO3 + H2O = H2SO4 生产过程中，二氧化硫转化为三氧化硫需要氧气，但即使氧气过量，二氧化硫也不能全部转化为三氧化硫，这是为什么？ 教学导入 提出假设： （1）SO2先生成SO3，再部分分解为SO2 （2）SO2转化为SO3的同时SO3又同时转化为SO2 信息：密闭容器中SO2与O2在一定条件下发生反应过程中SO3 的物质的量浓度变化趋势如图所示。 结论：SO2与O2反应生成SO3的同时SO3又分解生成SO2和O2 教学导入 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 可逆反应分为正反应方向和逆反应方向 双同性 正、逆反应在同一条件下同时进行 共存性 反应物与生成物共存，反应物的转化率小于100% 教学内容 二.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 某密闭容器中发生如下反应： 可逆反应无法进行到底，那如果给予充足的时间，让 1 mol /L N2 和 3 mol/L H2 充分反应，其反应历程中速率是如何变化的？ 教学内容 二.化学平衡状态的建立 （1）开始时c(N2) 、c(H2)大， c(NH3) =0 v(正)最大，v(逆)=0 （2）随着反应进行，体系中c(N2) 、c(H2 )变小 , c(NH3)增大 正逆反应都进行，v正逐渐减小，v逆逐渐增大； （3）某一时刻，各物质的浓度均不再改变，此时v逆＝v正，该反应达到平衡状态。 教学内容 图像分析 各物质的浓度不再变化 二.化学平衡状态的建立 教学内容 二、化学平衡状态 化学平衡的基本特征 逆 化学平衡状态的研究对象是_______反应 等 各组分浓度/物质的量/百分含量________ 动 v正 ____ v逆 ____ 0，是一个动态平衡 定 变 外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡 可逆 ＝ ≠ 保持不变 教学内容 怎么判断一个反应是否达到化学平衡状态呢？ 从这两个角度入手 教学内容 如何理解：v正 =v逆 Ⅰ、用同一物质表示：v正(A)＝v逆(A)，即v(A)消耗 =v(A)生成 （3）单位时间内，1L密闭容器中有2 molNH3生成，同时有2 molNH3反应掉. （1）单位时间内，1L密闭容器中有1 mol N2反应掉，同时有1 mol N2生成. （2）单位时间内，1L密闭容器中有3 mol H2反应掉，同时有3 mol H2生成. 教学内容 （1）单位时间内，1L密闭容器中有1 mol N2反应掉，同时有2 mol NH3消耗. 如： （2）单位时间内，1L密闭容器中有2 mol NH3生成，同时有3 mol H2生成. Ⅱ、用不同物质表示：方向相反，速率之比=系数之比 教学内容 三、化学平衡状态的判断 1．速率相等（直接依据）： 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） 2．“变量不变”（间接依据）： ①各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量等保持不变。 ②总压强、总物质的量、混合气体的r、体系的密度、颜色等，根据具体情况分析。 让我们举一大波例子来讲解 教学内容 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、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态（　　） （4）单位时间内消耗2n mol NO2的同时，生成2n mol NO2（　　） （5）单位时间内断开n mol NO2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（　　） 判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？ √ × × √ × √ 教学内容  恒容绝热容器中 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H2(g) + I2(g) 2HI(g) ①气体的总物质的量不变     ②气体的总质量不变     ③气体的总压强不变     ④气体的密度不变     ⑤气体的平均相对分子质量不变     ⑥混合气体的颜色不变     ⑦体系的温度不变     判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？ √ × × × √ × × × √ × × √ √ √ 教学内容  恒容绝热容器中 H2(g) + I2(s) 2HI(g) ①气体的总物质的量不变   ②气体的总质量不变   ③气体的总压强不变   ④气体的密度不变   ⑤气体的平均相对分子质量不变   ⑥混合气体的颜色不变   ⑦体系的温度不变   √ √ √ √ √ × √ 如果方程中 I2（g）变成I2（s），上述的各种描述，能否说明该反应已达平衡？ 教学内容 【例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 教学内容 【例2】在一定温度下，可逆反应2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是( ) ①单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体平均相对分子质量保持不变 A．①⑤⑥ B．①③⑤ C．②④⑤ D．以上全部 A 教学内容 【例3】在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列条件不再改变时，表明反应 已达到平衡状态的是( ) (1)单位时间内生成a molA和2a molB (2)混合气体的平均摩尔质量不再变化 (3)A的浓度不再变化 (4)混合气体的密度不再变化 (5)容器内气体的压强不变 (6)混合气体质量 A．1个 B．2 C．3个 D．4个 C 教学内容 【例4】（2020·民勤县第一中学高二月考）一定温度下，在2L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示： (1)反应的化学方程式为___。 (2)反应达到最大限度的时间是___min，该时间内的平均反应速率v(N)=__，v(M)=__。 (3)反应达到平衡状态时，放出6QkJ的热量，当容器中充入1molN，反应放出的热量为__。 ①等于QkJ ②小于QkJ ③大于QkJ ④等于2QkJ (4)判断该反应达到平衡状态的依据是__。 ①该条件下，正逆反应速率都为零 ②该条件下，混合气体的密度不再发生变化 ③该条件下，混合气体的压强不再发生变化 ④该条件下，单位时间内消耗2molN的同时，生成1molM (5)能加快反应速率的措施是___。 ①升高温度②容器体积不变，充入惰性气体Ar③容器压强不变，充入惰性气体Ar④使用催化剂 2N ⇌ M 6 0.5mol/(L·min) 0.25mol/(L·min) ②③ ①④ 教学内容 $