2.2.1 化学平衡状态-2026-2027学年高二化学选择性必修1【同步课件】

该高中化学课件聚焦可逆反应与化学平衡状态，通过《龙珠》对波情境导入，类比可逆反应“表面静止、实则动态”的特征，引导学生先掌握可逆反应的定义与特征，再结合浓度-时间、速率-时间图像及数据表格，逐步建立化学平衡状态的概念，形成从基础到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，以“变量不变”为核心构建平衡判断模型，通过课堂练习、例题分析（如N₂+3H₂⇌2NH₃的速率与浓度变化）帮助学生理解动态平衡本质。采用情境化、图像化教学方法，既激发学生兴趣，培养分析推理能力，又为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

高中化学人教版（2019）选择性必修1 第1课时 化学平衡状态 第二节 化学平衡 第二章 化学反应速率与化学平衡 学习目标 学习重点​ 1.理解可逆反应的概念和特征； 2.掌握化学平衡状态的定义和特征（动态平衡、正逆反应速率相等、各物质浓度不变等 ）； 3.能根据浓度 - 时间、速率 - 时间图像分析可逆反应的进程和平衡状态 。 学习难点​ 1.深入理解化学平衡状态的本质（正逆反应速率相等的微观含义 ）； 2.准确判断可逆反应是否达到平衡状态；理解化学平衡对实际生产（如高炉炼铁 ）的指导意义。 化学与生活 “自古对波左边输”“不要和孙家人对波”，《龙珠》里出现对波的场面时，基本上都是孙家人取得胜利。当双方的能量波碰撞在一起，僵持不下时，表面上能量交汇点一动不动，可实际上双方都在疯狂输出能量，暗自较劲！这种 “表面静止，实则暗流涌动” 的状态，和我们今天要学的化学平衡状态简直如出一辙！化学里的可逆反应，就像两位高手对波 —— 正反应和逆反应不断对抗，当它们 “出招” 的速度相等时，反应体系看似停止变化，实则微观层面依然激烈进行。究竟什么是化学平衡？它又有哪些神奇的特性？ 3 （1）定义：在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。 （2）表示：书写可逆反应的方程式不用“ —— ”，而用“ ”连接。 —— 反应物 生成物 正反应方向 逆反应方向 （2）特征： 1）相同条件下； 2）正、逆反应同时进行； 3）反应物、生成物同时存在； 三 同 一 小 任一组分的转化率都小于100%。 可逆反应 可逆反应 可逆反应 【课堂练习】 3、在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) ⇌2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　) A．c(Z)＝0.3 mol·L－1 B．c(X2)＝0.2 mol·L－1 C．c(Y2)＝0.4 mol·L－1 D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55 mol·L－1 A 【解析】假设则完全转化时，X2(g)、Y2(g)、Z(g)的浓度范围分别为0～0.2 mol·L－1、0～0.4 mol·L－1 、0～0.4 mol·L－1；该反应是总体积不变的反应，反应达到平衡时，不论X2、Y2、Z怎么变化，总物质的量不会改变，物质的总浓度也不会改变，即c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6 mol·L－1。 5 化学平衡状态 时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(N2) 5 4 3 2 1.2 1 1 1 1 c(H2) 15 12 9 6 3.6 3 3 3 3 c(NH3) 0 2 4 6 7.6 8 8 8 8 在某密闭容器中发生反应： 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。 Q：根据数据，随着反应进行，各 物质浓度、正逆反应速率如何发生变化？ 1. 化学平衡状态的建立 6 时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(N2) 5 4 3 2 1.2 1 1 1 1 c(H2) 15 12 9 6 3.6 3 3 3 3 c(NH3) 0 2 4 6 7.6 8 8 8 8 N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) 时间 浓度 0 NH3 H2 N2 1. 化学平衡状态的建立 随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而N2与H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。 化学平衡状态 7 N2+3H2 2NH3 正反应 逆反应 反应速率 时间 正反应 逆反应 v(正)>v(逆) v(正)=v(逆) 化学平衡 一定条件下，当正、逆反应速率相等时，达到看似不变的“表面静止”状态，但实际反应一直在进行。 1. 化学平衡状态的建立 化学平衡状态 2.化学平衡状态 v(逆) v(正)=v(逆) 时间 速率 v(正) 0 时间 浓度 0 N2 H2 标志 本质 NH3 (1) 定义： 在一定条件下可逆反应中，当正、逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。 化学平衡状态 9 2.化学平衡状态 (2) 特征： 可逆反应 正、逆速率相等 v正= v逆（同种物质） 动态平衡 v正 = v逆 ≠ 0 各物质浓度固定 外界条件改变时，平衡状态也随之改变 逆、等、动、定、变 (3) 标志（判断方法） ： 直 接 正逆速率相等 或 各物质浓度不变 速率相等 浓度不变 同种物质 v正(A) = v逆(A) 不同物质v正 (A) : v逆(B) = 化学计量数之比 方法：先看正逆；再看比例 各组分的浓度等保持不变。 化学平衡状态 【例1】 ，判断下列描述的反应状态是否达到平衡。 N2 + 3H2 2NH3 ①、3 v (N2)＝ v (H2) ( ) 没有表达清楚正/逆 × ②、2 v正(N2) ＝ v 逆(NH3) ( ) ①、标示正/逆；②、速率比例关系正确 √ ③、消耗 1 mol N2的同时，生成 2 mol NH3 ( ) 正向 正向 × ④、1 mol H-H键断裂的同时，2molN-H键断裂 ( ) 消耗1mol H2→正向 消耗2/3mol NH3→逆向 ①、有正有逆；②、比例正确 √ ⑤、单位时间内消耗的N2量是消耗NH3量的两倍 ( ) 正向 逆向 比例不正确，无法表示正逆速率相等 × ⑥、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 ( ) 速率之比始终等于方程系数比，无法用于判断平衡 × 思维建模：同种物质反向相等，不同物质反向成比例。 化学平衡状态 2.化学平衡状态 (3) 标志（判断方法） ： 间 接： “变量”不变 重点：一个量随反应一直变，突然不变，则平衡 （各气体的体积、体系的密度、质量、平均相对分子质量r 、百分含量、温度、颜色、压强、转化率……） 常用公式： φ(B) ＝ nB n总 M＝ m n ρ＝ m V 物质的量分数 密度 摩尔质量 相对分子质量 P V ＝ n R T 化学平衡状态 【例2】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 不变？ ② 混合气体的总物质的量 不变？ (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________。 左≠右 P、V、T PV＝nRT 思维建模：变量不变 ，即平衡 左=右 左≠右 恒压 体积 化学平衡状态 2.化学平衡状态 (3) 标志（判断方法） ： 百分含量 φ(B) ＝ nB n总 【例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。 某种气体的百分含量不变？ (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ 。 思维建模：变量不变 ，即平衡 化学平衡状态 2.化学平衡状态 (3) 标志（判断方法） ： 气体平均相对分子质量 M＝ m总 n总 【例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。 某种气体的百分含量不变？ (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________ 。 思维建模：变量不变 ，即平衡 化学平衡状态 （6）混合气体 不变则平衡 均为气体 有非气体参与 Δn(g)=0 Δn(g)≠0 √ × Δn(g)=0 Δn(g)≠0 极限法 √ 化学平衡状态 16 2.化学平衡状态 (3) 标志（判断方法） ： 气体密度 ρ(g)＝ m(g , 总) V 看清状态 看系数 【例5】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。 某种气体的密度不变？ (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________。 思维建模：变量不变 ，即平衡 恒压 若有非气体可以判断 化学平衡状态 （5）混合气体密度不变则平衡 看有无固体或液体 看条件（恒T恒P，恒T恒V） 均为气体 有非气体参与 恒温恒容 恒温恒压 Δn(g)=0 Δn(g)≠0 √ × 恒温恒容 恒温恒压 Δn(g)=0 Δn(g)≠0 √ √ 极限法 × 化学平衡状态 18 小结 以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例 变量不变 气体总质量 看物质状态 若有非气体可以判断 气体总物质的量 气体总体积 气体总压强不变 看气体的系数 若m+n≠p+q 可以判断 若m+n=p+q 不可判断 化学平衡状态 小结 以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例 变量不变 混合气体的平均Mr不变 M＝ m总 n总 看系数 看状态 气体的平均密度不变 ρ＝ m总 V 恒压 恒容→m总 pV＝nRT 常见有颜色的气体有：ＮＯ２、Ｃl2、Ｉ2、Ｂr2 化学平衡状态 随堂训练 1、一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)⇌2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(　　) ①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成 n mol Z，同时生成2n mol Y A．①②　　　　B．①④ C．②③ D．③④ C 21 2、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 【解析】根据反应速率之比等于化学计量系数之比可知vA:vB：vC=1:1:2，BD选项是不同方向速率相等，AB是同一方向。 随堂训练 22 3、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 【解析】AC是不同方向，BD是相同方向。 随堂训练 23 4、在一定温度下的恒容密闭容器中，表明反应A(s)+2B(g) ⇌ C(g)+D(g)已达平衡的是（ ） A．混合气体的压强不变 B．混合气体的密度不变 C．反应物的相对分子质量不变 D．气体的总物质的量不变 B 【解析】该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，容器中的压强始终不发生变化，恒温恒容下，气体质量会变，密度会变，密度不变时，达到化学平衡状态；相对分子质量是物质的本身性质，不随反应变化而变化； 反应前后气体的总物质的量相等，始终保持不变； 随堂训练 24 5、在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应： 甲：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g); 乙：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变， ②恒温时，气体压强不再改变 ，③各气体组成浓度相等 ④体系中温度保持不变 ⑤断裂氧氢键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9:1 其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是（ ) A.①②⑤ B.③④⑥ C.⑥⑦ D.④⑤ D M＝ M总 n总 P1 P2 ＝ n1 n2 ρ＝ m V 有固体参加的增体反应 等体反应 随堂训练 25 $