2.2.1 化学平衡状态 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦可逆反应、化学平衡状态的定义与特征及判断方法，以合成氨工业案例导入，通过复习常见可逆反应及例题巩固，搭建从可逆反应到化学平衡状态的学习支架，帮助学生逐步构建知识脉络。 其亮点在于运用图像分析（c-t图、v-t图）和极端假设法培养科学思维，结合直接与间接标志多角度判断平衡状态，任务驱动式设计及不同反应类型的实践演练提升科学探究能力。学生能深化理解，教师可高效教学。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节　化学平衡 第一课时 化学平衡状态 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 新课导入 在实际化工生产中除了考虑使原料尽可能快地转化为产品外，还要考虑使原料尽可能多地转化为产品。 【复习回顾】常见的可逆反应有哪些？ 2SO3 2SO2 + O2 △ 催化剂 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 2HI H2 + I2 H2SO3 SO2 + H2O NH3·H2O NH3 + H2O HCl+HClO Cl2 + H2O N2O4 2NO2 任务一 可逆反应 H2CO3 CO2 + H2O 【例1】在一个密闭容器中发生如下反应：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：0.2mol·L-1， 0.2 mol·L-1，0.2 mol·L-1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是 （ ） A. c(SO3)=0.4 mol·L-1 B. c(SO2)=c(SO3)=0.15 mol·L-1 C. c(SO2)=0.25 mol·L-1 D. c(O2)=0.3 mol·L-1 C “极端假设法” 任务一 可逆反应 一定条件下，对于反应X(g)＋3Y(g) ⇌2Z(g)，若起始时X、Y、Z的浓度分别为c1 mol·L－1、c2 mol·L－1、c3 mol·L－1(均不为零)。达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，则下列判断错误的是( 　) A．c1∶c2＝1∶3 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．平衡时消耗的X和Z的物质的量之比为1∶2 D．c1的取值范围为0<c1<0.14 【例2】 B 定义：在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 反应物和生成物同时存在，在方程式中用“ ”而不能用“=”表示 反应物 生成物 正、逆反应在同一条件下同时进行，反应不能进行到底，反应物的转化率都小于100% 特点： 双向性 双同性 共存性 【复习回顾】什么是可逆反应？可逆反应有哪些特点？ 任务一 可逆反应 在一定条件下，向容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的浓度随时间的变化曲线如下图所示。 方法导引：图像分析方法 (1)面：横坐标和纵坐标的含义； (2)线：曲线的斜率或者趋势； (3)点：曲线上的特殊点，如起点、终点、交点、拐点、平衡点； (4)助：根据需要运用辅助线，如等温线、等压线 t0 任务二 化学平衡状态 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 反应物 浓度 v正 生成物 浓度 v逆 开始时 ________ _____ ________ ________ 进行中 ________ ____ ________ ________ 平衡时 ________ ____ ________ ________ 最大 最大 0 0 减小 减小 增大 增大 不变 不变 不变 不变 能否用V-t图表示以下变化趋势？ 在一定条件下，向容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的浓度随时间的变化曲线如下图所示。 t0 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 任务二 化学平衡状态 【思考】在一定条件下，向容积不变的密闭容器中，充入NH3发生反应， 请画出v-t图和c-t图。 任务二 化学平衡状态 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 可逆反应中：当正反应速率和逆反应速率相等，反应中各组分的浓度保持不变，达到一种表面静止的状态，则为“化学平衡状态”。 前提 实质 标志 可逆反应 ν (正) = ν (逆) 逆 等 动 ≠0 动态平衡 定 各组分的浓度保持不变 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 判断可逆反应是否达到平衡。 v(正)>v(逆) 时间(t) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 任务二 化学平衡状态 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。 转化率(α) = 转化的量 起始的量 ×100％ 量: 质量、物质的量、体积、物质的量浓度等 化学反应的限度 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 同一可逆反应，改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度 任务二 化学平衡状态 角度1：图像表征 t0 t0 达到平衡状态时，各物质浓度不变 t0 达到平衡状态时，v’正=v’逆 任务三 化学平衡状态的判断 角度2：（1）直接标志——v正=v逆 可逆反应中，正、逆反应速率之比等于化学计量数之比时，该反应达到平衡状态。 【强调两个要点】 ①必须是不同方向的速率(既含v正，又含v逆) ②速率之比等于各物质化学计量数之比 任务三 化学平衡状态的判断 直接标志——“各组分的浓度保持一定” a.各组分的浓度不随时间的改变而改变 b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变 （6）N2浓度与NH3浓度相等且不再发生变化 ( ) （1）3v(N2)＝v(H2) ( ) （2）2v正(N2) ＝ v逆(NH3) ( ) （3）消耗 1 mol N2的同时，生成2 mol NH3 ( ) （4）1 mol H-H键断裂的同时，2molN-H键断裂 ( ) （5）NH3的浓度是N2浓度的两倍 ( ) 【例1】 请根据所学：判断下列描述的反应状态是否达到平衡。 N2 + 3H2 2NH3 任务三 化学平衡状态的判断 任务三 化学平衡状态的判断 (2)间接标志——“变量不变” ①各组分的百分含量不随时间改变而改变 ②各物质的物质的量（浓度）不随时间改变而改变 ③气体的总压强不随时间改变而改变(前后体积不等) ④气体的颜色不随时间改变而改变 ⑤气体的密度或平均相对分子质量不随时间改变而改变(前后体积不等) ⑥绝热条件下体系温度不随时间改变而改变 【实战演练】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的分解速率相等 ②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 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、②⑤⑥⑧ A 任务三 化学平衡状态的判断 任务三 化学平衡状态的判断 【练习2】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:①混合气体的压强; ②混合气体的密度;③混合气体的总物质的量;④混合气体的平均相对分子质量;⑤混合气体的颜色;⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比;⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是_________ (2)能说明I2(g)+H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________ (3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是__________ (4)能说明C(s)+CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是_______ (5)能说明A(s)+2B(g) C(g)+D(g)达到平衡状态的是______ (6)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是__ (7)能说明5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是____________ ①③④⑦ ⑤⑦ ①③⑤⑦ ①②③④⑦ ②④⑦ ①②③ ②④⑦ 任务三 化学平衡状态的判断 【练习2】在一定温度下的恒压容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强; ②混合气体的密度;③混合气体的总物质的量;④混合气体的平均相对分子质量;⑤混合气体的颜色;⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比;⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是_________ (2)能说明I2(g)+H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________ (3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是__________ (4)能说明C(s)+CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是_______ (5)能说明A(s)+2B(g) C(g)+D(g)达到平衡状态的是______ (6)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是__ (7)能说明5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是____________ ②③④⑦ ⑤⑦ ②③④⑤⑦ ②③④⑦ ②④⑦ ③ ②④⑦ $