6.2 化学平衡 第1课时（教学课件）化学沪科版必修第二册

该高中化学课件聚焦可逆反应与化学平衡，通过工业合成氨生产流程提问导入，衔接化学反应速率知识，构建“反应限度—可逆反应特征—化学平衡状态判断”的学习支架，帮助学生逐步理解核心概念。 其亮点在于以问题驱动探究，结合典型范例分析与变量判断方法，渗透科学思维与科学探究。通过可逆反应判断例题、化学平衡标志的变量分析等，培养学生证据推理与模型建构能力，助力学生深化理解，也为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

第6章 化学反应速率和化学平衡 6.2 化学平衡 第1课时 可逆反应与化学平衡 沪科版必修第二册 化学平衡 2 可逆反应 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.认识化学反应的限度。 2.了解可逆反应的含义。 3.正确描述化学平衡状态。 4.判断化学反应是否达到平衡。 工业合成氨的生产流程 在工业生产中，我们希望原料尽可能多地转化为产品，但为什么 和不能完全转化为？ 化学反应中，反应物能否完全转化为生成物?为什么有的化学反应不能进行完全?化学反应的程度又跟什么因素有关? 引·新课导入 01 可逆反应 可逆反应 不可逆反应 在一定条件下，如果反应物能够完全转化为生成物，且只能向一个方向进行的反应，我们称之为不可逆反应。 回忆已学的氯气与水的反应：为什么氯水中同时存在 、、和 ？ 在氯气与水的反应中，和反应生成和同时和又会反应生成和。 启示:化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 探·知识奥秘 6 可逆反应 可逆反应 在相同条件下，正、逆两个方向均可进行的反应，称为可逆反应。 用“”符号来表示双向的反应同时进行。 1.定义： 2.表示方法： + 正反应 逆反应 注意 向生成物方向进行的反应方向是正反应方向，另一个反应方向就是逆反应方向。 探·知识奥秘 7 1.下列各组中两个反应互为可逆反应的是( ) A．①② B．②③ C．③④ D．②④ C 析·典型范例 8 可逆反应 可逆反应的特点 微点拨 双向性 可逆反应分为正反应方向和逆反应方向 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% 双同性 注意 对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物。 探·知识奥秘 9 2.反应SO2+O2 2SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在（ ） A. O2 B. SO2 C.O2和SO2 D. O2、SO2和SO3 D 析·典型范例 10 可逆反应 微点拨 【想一想】合成氨的化学方程式为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 催化剂 高温 （1）正反应开始的标志是什么？ （2）在反应的起始阶段，正、逆反应速率的大小关系如何？ 有氨气（NH3）生成 只有正反应，没有逆反应，v(正)最大，v(逆)=0 起始阶段：反应物 N2 和 H2 浓度最大，生成物 NH3 浓度为 0 探·知识奥秘 11 可逆反应 微点拨 【想一想】合成氨的化学方程式为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 催化剂 高温 （3）当外界条件维持不变，正反应速率和逆反应速率最终会趋向什么结果？ 探·知识奥秘 12 可逆反应 微点拨 【想一想】合成氨的化学方程式为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 催化剂 高温 （3）当外界条件维持不变，正反应速率和逆反应速率最终会趋向什么结果？ 反应开始瞬间过后：反应物 N2 和 H2 浓度减小，生成物 NH3 浓度 ≠ 0 正逆反应同时进行，v(逆) ≠0，v(正) > v(逆) 一段时间后：反应物 N2 和 H2 浓度减小，生成物 NH3 浓度增大，三种物质浓度达到一个特定值，不再改变。 正逆反应同时进行，v(正) = v(逆) ≠ 0 探·知识奥秘 13 微点拨 由于v(正)= v(逆) ≠0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化. 从外表上看，反应好象“停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。 探·知识奥秘 14 02 化学平衡 化学平衡 化学平衡状态 如果外界条件不发生变化，任何可逆反应进行到一定程度时，正反应和逆反应的反应速率相等，这时反应混合物中各组分的含量保持不变，反应就达到化学平衡状态。 1.定义： V正=V逆 达到平衡 t1 V正 V逆 反应速率 前提条件 内在本质 外在标志 注意 1.化学平衡状态是可逆反应在该条件下所能进行的最大程度。 2.当化学反应达到平衡时，反应混合物中各组分的含量不再随时间发生变化，但从微观看，正反应和逆反应都仍在继续进行，只是两者的速率相等，即某种物质的消耗速率和生成速率相等，因此，化学平衡是一种动态平衡。 探·知识奥秘 16 化学平衡 化学平衡状态 2.特征： 时间t V正 V逆 V正=V逆 反应速率 达到平衡 0 t1 逆 等 动 定 变 研究对象是：可逆反应 ν (正) = ν (逆) ≠ 0 正逆反应均未停止，只是速率相等,是动态平衡 平衡时，各组分的浓度保持不变 条件改变，原平衡被破坏，平衡移动。在新的条件下建立新的平衡。 探·知识奥秘 17 3.可逆反应达到平衡的重要特征（ ） A.反应停止了 B.正、逆反应速率都为零 C.反应物和生成物的浓度相等 D.正、逆反应的速率相等 D 析·典型范例 18 (　　)(1)只有可逆反应才存在平衡状态。 (　　)(2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果。 (　　)(3)化学反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0。 (　　)(4)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等。 (　　)(5)化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例 【判断正误】 √ √ × × × 析·典型范例 19 化学平衡 化学平衡状态的标志 （1)直接标志 υ正 = υ逆 ≠ 0 ①对同一种物质，υ正=υ逆≠0 则达到化学平衡状态 以aA(g) + bB(g) pC(g)+ qD(g)为例： 即： ②对不同的物质：υ正：υ逆=化学计量数之比，则达到化学平衡状态。 即： 例： 设 V正 1 V逆 2 此时 V正（NH3） = V逆（NH3）达到化学平衡状态 而V正（N2） : V逆（NH3）= 1:2 探·知识奥秘 20 4.一定条件下，对于可逆反应 ，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是 _________ （1）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有1mol N2生成 （2）单位时间内，有3mol H2消耗，同时有2mol NH3生成 （3）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有3mol H2消耗 （4）1mol N三N 键断裂的同时有2mol N-H 键断裂 （5）1mol N三N 键断裂的同时有6mol N-H 键断裂 （6）2v正（N2）=v逆（NH3） N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温高压 (1) (5)(6) 析·典型范例 21 化学平衡 化学平衡状态的标志 （2)间接标志 变量不变 ①各组分含量不变 以aA(g) + bB(g) pC(g)+ qD(g)为例： 各物质的质量(m)、物质的量(n)、气体体积(v)、浓度保持不变。 各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）、转化率(α)保持不变则达到化学平衡。 ②温度、压强（a + b ≠ c + d）不变； ③含有有色物质的体系颜色不变。 探·知识奥秘 22 5.可逆反应：2HI(g)H2(g) + I2(g)在恒容密闭容器中进行反应，达到平衡状态的标志是( ) A.混合气体的总物质的量 B.混合气体的压强 C. 混合气体的总体积 D.碘化氢的浓度 D 析·典型范例 23 6.在恒温恒容的密闭容器中进行N2+3H2 2NH3，下列叙述能证明该反应达到平衡状态的是哪些？ ①N2的浓度不再发生变化； ②N2的物质的量不再发生变化； ③N2的体积分数不再变化； ④N2的转化率不再变化； ⑤混合气体的总压强不再变化； ⑥混合气体总体积不再变化； ⑦混合气体密度不再变化； ⑧混合气体平均相对分子质量不再变化； 析·典型范例 24 7.在恒温恒容容器中，能作为2NO2 2NO+O2达到平衡状态的标志的是（ ） ①混合气体的颜色不再改变的状态 ②混合气体的密度不再改变的状态 ③容器内总物质的量不随时间变化 ④容器内压强不随时间变化状态 ⑤NO2体积分数不再随时间变化 A.② 　 B.①③④⑤　 C.②④ 　D.①③⑤ 正向到底→ c(NO2)变小→颜色变淡 正向到底→ 质量不变、体积不变→ 密度也不变 正向到底→ n(NO2)变小、 n(总)变大→ 体积分数变小 正向到底→ n(总)变大→压强变大 正向到底→ 每2mol气体变成3mol气体→ n(总)变大 B 析·典型范例 25 化学平衡 化学平衡状态的判断方法 微点拨 关键：找出“变量” 当变量不再变化时，说明反应达到平衡。 思考：在一个化学反应体系中，哪些可能成为“变量”？ （2）质量： ① 参与反应的各物质的质量； ② 反应体系中混合气体的总质量（有固体或液体参与）。 （1）参与反应各物质的质量、浓度、物质的量、反应速率； 探·知识奥秘 26 化学平衡 化学平衡状态的判断方法 微点拨 关键：找出“变量” 当变量不再变化时，说明反应达到平衡。 思考：在一个化学反应体系中，哪些可能成为“变量”？ （3）密度： ① 参与反应的各物质（气体）的密度（一般为恒容）； ② 反应体系中混合气体的密度（有固体或液体参与）。 例如： 探·知识奥秘 27 化学平衡 化学平衡状态的判断方法 微点拨 关键：找出“变量” 当变量不再变化时，说明反应达到平衡。 思考：在一个化学反应体系中，哪些可能成为“变量”？ （4）混合气体的平均摩尔质量： ① 有气体参与的化学反应（ a + b ≠ c + d ） aA(g) + bB(g) cC(g)+ dD(g) 例如： ② 有固体或液体参与反应，其他物质为气体 例如： 探·知识奥秘 28 化学平衡 化学平衡状态的判断方法 微点拨 关键：找出“变量” 当变量不再变化时，说明反应达到平衡。 思考：在一个化学反应体系中，哪些可能成为“变量”？ （5）总压强：恒温恒容，有气体参与（a+b≠c+d ）aA(g) + bB(g) cC(g)+ dD(g) 例如： （6）总体积：恒温恒压，有气体参与（a+b≠c+d ）aA(g) + bB(g) cC(g)+ dD(g) 例如： 探·知识奥秘 29 化学平衡 化学平衡状态的判断方法 微点拨 关键：找出“变量” 当变量不再变化时，说明反应达到平衡。 思考：在一个化学反应体系中，哪些可能成为“变量”？ （7）温度：恒容绝热容器中进行的化学反应。 说明： 反应体系与外界环境没有热量的交换，反应过程中的吸热和放热会表现为反应体系“温度的变化”，当温度不再变化时，说明反应达到平衡。 探·知识奥秘 30 8.对于化学反应,在给定的条件下，判断化学反应是否已达到平衡： 恒温恒容时如果压强不变 恒温恒容时如果气体密度不变 恒温恒压时如果体积不变 气体的平均摩尔质量不变 恒容绝热时如果温度不变 达到平衡 不能判断 达到平衡 达到平衡 达到平衡 析·典型范例 31 9.对于化学反应,在给定的条件下，判断化学反应是否已达到平衡： 恒温恒容时如果压强不变 恒温恒容时如果气体密度不变 恒温恒压时如果体积不变 气体的平均摩尔质量不变 恒容绝热时如果温度不变 不能判断 不能判断 不能判断 不能判断 达到平衡 析·典型范例 32 10.对于化学反应,在给定的条件下，判断化学反应是否已达到平衡： 恒温恒容时如果压强不变 恒温恒容时如果气体密度不变 恒温恒压时如果体积不变 气体的平均摩尔质量不变 恒容绝热时如果温度不变 达到平衡 达到平衡 达到平衡 达到平衡 达到平衡 析·典型范例 33 1.下列关于可逆反应的说法正确的是( ) A．正反应和逆反应在相同条件下同时进行 B．氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵属于可逆反应 C．可逆反应达到一定限度后，反应就停止了 D．同一可逆反应的正反应进行的程度一定大于逆反应的进行程度 A 练·技能实战 2.下列关于化学平衡的说法正确的是( ) A．达到化学平衡状态后，可逆反应就停止进行 B．达到化学平衡状态后，反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比 C．反应物和生成物的速率之比等于化学计量数之比 D．达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等 D 练·技能实战 3.一定温度下，向一恒容密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反比应：，下列有关说法错误的是( ) A．温度升高，可以加快反应速率 B．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率 C．达到化学平衡时，生成的物质的量为 D．若单位时间内消耗，同时生成，则反应达到平衡状态 C 练·技能实战 4.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。能判断该反应已经达到化学平衡的是( ) ①v(NH3)正=2v(CO2)逆 ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变                     ④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变              ⑥密闭容器中 CO2的体积分数不变 ⑦混合气体总质量不变 A．①②⑤⑦ B．①②③⑤⑦ C．①②③⑤⑥ D．全部 B 练·技能实战 5.如图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是到达平衡状态的时间。试回答： A (1)该反应的反应物是________。 (2)该反应的化学反应方程式为_______________________。 (3)若达到平衡状态的时间是2min，A物质的 平均反应速率为_____________________。 (4)假设该反应在体积固定的密闭容器中进行， 下列能做为判断该反应达到化学平衡状态的标志的是__________。 A．每有3molA消耗，就会有3molC消耗 B．B的体积分数保持不变 C．气体的密度保持不变 D．B和C的浓度之比1：3 (5)达到平衡时，A的体积分数是__________。 3A(g)B(g)+3C(g) 0.6mol/(L·min) AB 42.9% 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版必修第二册 $