2.2.1化学平衡 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“化学平衡”核心内容，涵盖可逆反应的定义、特点及化学平衡状态的建立、特征与判断方法。课堂导入从工业生产合成氨的实际困难切入，关联反应速率与限度，搭建前后知识的学习支架。 其亮点在于以实例为载体，通过“两同一小”“逆动等定变”等结构化总结构建知识体系，结合多样练习（如不同反应条件下的平衡判断）培养科学思维与探究能力。学生能深化对平衡本质的理解，教师可高效开展概念教学与能力训练。

2.2.1 化学平衡 在工业生产中，必须考虑的两个问题： (1)反应进行的快慢——化学反应速率 —— 如何使反应物既快又多地转变成产物 (2)反应进行的完全程度—化学反应的限度 自1784年氨被发现以来，人们一直在研究如何利用化学方法由氮气和氢气合成氨，直到1913年才实现了合成氨的工业化生产。化学反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)看起来十分简单，合成氨的工业化生产却经历了漫长的发展过程。为什么合成氨如此困难？ 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. 表示方法 方程式用可逆号“ ”连接，而不用“====”， 【常见的可逆反应】 2SO3 2SO2 + O2 △ 催化剂 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 2HI H2 + I2 H2CO3 CO2 + H2O H2SO3 SO2 + H2O NH3.H2O NH3 + H2O HCl+HClO Cl2 + H2O N2O4 2NO2  PCl3 + Cl2 ⇌PCl5 酯化反应 可逆反应 3. 可逆反应的特点 “两同” 在同一条件下，正逆方向反应同时进行 “一小” 可逆反应不能完全进行，反应物不能完全被消耗， 反应物转化率小于100%，反应物和生成物共存 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 反应物 生成物 正反应 逆反应 v正 v正(N2)： v正(H2)： v正(NH3)： v逆 v逆(N2)： v逆(H2)： v逆(NH3)： N2的消耗速率 H2的消耗速率 NH3的生成速率 N2的生成速率 H2的生成速率 NH3的消耗速率 例2 一定条件下，在密闭容器中对于可逆反应，若、、 的起 始浓度分别为、、 。充分反应后，下列判断正确 的是( )。 D A.的浓度可能为 B.的浓度大于 C.的转化率为 D.的取值范围为 课堂练习 【导学】P31 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5 任何可逆反应在一定条件下都存在反应的限度。 达到限度时，反应就停止了吗？ 当出现何种特征时，反应就达到了限度？ 在反应的进行过程中，物质的浓度与速率如何变化？ 化学平衡状态 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 1. 化学平衡的建立过程 以反应： 为例 (1)在恒容容器中充入一定量的N2和H2 时间 浓度—时间图 H2 N2 NH3 浓度 时间 速率 速率—时间图 c反、c生不再变化 v正 = v逆 ≠ 0 反应开始进行时： c反减小，c生增大， v正 减小，v逆 增大 c反最大，c生 = 0，此时v正 > v逆 随着反应的进行： 一定时间后： t0 υ正 υ逆 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 t0 化学平衡状态 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 1. 化学平衡的建立过程 以反应： 为例 (2)在恒容容器中充入一定量的NH3 时间 速率 速率—时间图 时间 浓度—时间图 浓度 c反、c生不再变化 v正 = v逆 ≠ 0 反应开始进行时： c生减小，c反增大 v逆 减小，v正 增大 c生最大， c反= 0，此时v正 < v逆 随着反应的进行： 一定时间后： NH3 H2 N2 t0 υ逆 υ正 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 t0 化学平衡状态 2. 化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时， 反应物和生成物的浓度均保持不变，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”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 【注意】达到化学平衡时反应达到该条件下物质转化的最大“限度”， 即反应物的转化率最大。 α ＝ ×100% 反应物的减少量 反应物的起始量 转化率： 化学平衡状态 2. 化学平衡状态的特征 逆 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 （前提） 动 等 v正 = v逆 ≠ 0 （实质） 动态平衡 定 各组分浓度/物质的量/百分含量不变 【注意】不能理解为相等或成一定比例 （标志） 变 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 外界条件改变时，原平衡将被打破，并在新的条件下建立新的平衡 化学平衡状态 3. 化学平衡状态的判断 (1)直接标志： 正反应速率和逆反应速率相等 ①同种物质—— 速率相等 同一物质的生成速率等于消耗速率 ②不同物质—— 一正一逆成比例 v正(A) = v逆(A) v正(A) : v逆(B) = m : n（化学计量数之比） 逆向相等 — 速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等 化学平衡状态 3. 化学平衡状态的判断 (1)直接标志： 正反应速率和逆反应速率相等 【导学】P30 效果检测 3.恒温恒容，可逆反应 （条件：高温、高压、 催化剂），下列可作为其达到平衡状态的标志的是________。 ①生成的速率和 分解的速率相等 ④单位时间内断裂，同时 形成 × √ 【导学】P32 例3 可逆反应 在一恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的 标志是( ) ①单位时间内生成的同时生成 ②单位时间内生成的同时生成 × √ 化学平衡状态 3. 化学平衡状态的判断 (2)间接标志： 变量不变 ①各组分的质量、物质的量、物质的量浓度（或颜色）、质量分数、 转化率、绝热容器温度等不再变化（一定可以判断） ②混合气体的总压强、总体积、总物质的量、物质的量分数、混合气体的密度、平均摩尔质量（具体情况具体分析） 某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志， 取决于该物理量在平衡到达前后（反应过程中）是否发生变化 ρ ＝ m气 V M气 ＝ m气 n总 化学平衡状态 反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器 反应特点，反应前后气体的物质的量是否改变 特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应 3. 化学平衡状态的判断 (2)间接标志： 变量不变 【注意】 化学平衡状态 【练习1】 气体的p总、V总、n总 在一定温度下的恒容容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。① 混合气体的压强； ②混合气体的总物质的量 a.2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________ b. I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________ c.C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ d.NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________ e. 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)_________ 看气体左右系数和 化学平衡状态 【练习2】 在一定温度下的恒压容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 ① 混合气体的体积；②混合气体的总物质的量 a. 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________ b. I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________ c. C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ d. NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________ e. 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)_________ 气体的p总、V总、n总 看气体左右系数和 气体的总物质的量n、总压强P， 看反应前气体总系数是否等于反应后气体总系数， 相等则不是变量，不可以判断， 不相等则为变量，可以判断。 化学平衡状态 【练习3】 a. 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________ b. I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________ c. C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ d. NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________ e. 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)_________ 气体的体积分数、物质的量分数 看 φ(B) ＝ nB n总 警惕反应：A(s) ⇌B(g) + C(g) φ(NH3) ＝ 2 3 φ(CO2) ＝ 1 3 在一定温度下的恒容容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 某气体的物质的量分数或体积分数 若题目给出反应物的起始投料，求某气体的百分含量时，则需要设任意时刻的变化量为x，通过三段式法来确定某气体的百分含量是否为变量 化学平衡状态 【练习4】 气体的密度 ρ(g)＝ m(g,总) V 看 在一定温度下的恒容容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 密闭容器中混合气体的密度 a. 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________ b. I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________ c. C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ d. NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________ e. 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)_________ 恒容时，凡是有固体参与的反应，其气体密度都会变，可以判断 化学平衡状态 【练习5】 气体的平均相对分子质量 看 M＝ m总 n总 在一定温度下的恒容容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 混合气体的平均相对分子质量 a. 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________ b. I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________ c. C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ d. NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________ e. 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)_________ M＝ ×17＋ ×44 2 3 1 3 警惕反应：A(s) ⇌B(g) + C(g) 特例：单一气体的反应，气体平均相对分子质量一定时，不能作为判断平衡的标志。 有固体参与或者反应前后气体系数不相等，气体平均摩尔质量即可作为判断平衡的依据 课堂练习 【课本】P42 3.在一定温度下容积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋2Y(g) ⇌3Z(g)。下列叙述中，能说明反应达到平衡状态的是（ ） A. Z的生成速率和Z的分解速率相等 B. 单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZ C. 容器内压强不再变化 D. 混合气体总的物质的量不再改变 A 课堂练习 【导学】P32 ①单位时间内生成的同时生成 ②单位时间内生成的同时生成 ③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为 的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ⑦混合气体的压强不再改变的状态 A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.③④⑤⑥ 例3 可逆反应 在一恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的 标志是( )。 A 例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： 。 课堂练习 【导学】P33 ① 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密闭容器中氨气的体积分数不变 ⑤密闭容器中 不变 ⑥密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变能说明该反应已经达到平衡状态的是 ( ) 。 A A.②③⑤ B.②③⑤⑥ C.①④⑤⑥ D.②③④ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 22 4.与外界隔热、容积不变的密闭容器中，发生反应 。下列说法不正确的是( )。 D A.容器的温度不再升高，表明反应达到平衡状态 B.容器压强不变，表明反应达到平衡状态 C.达到化学平衡时，反应放出的总热量可能为 D.反应过程中，气体的密度始终保持不变 课堂练习 【导学】P33 课堂总结 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 23 $