2.2.1 化学平衡状态-2026‑2027 学年高二上学期化学新课标同步教学课件（人教版新教材选择性必修 1）

该高中化学课件聚焦化学平衡状态，以合成氨工业情境导入，先通过实验数据解析可逆反应“双同双向一小”特征，再结合浓度-时间图、速率-时间图构建化学平衡状态的建立过程，搭建从反应速率到限度的学习支架。 其亮点在于融合变化观念与平衡思想，通过“两审两标志”模型（审条件与反应特点，抓正逆速率相等及变量不变标志）培养证据推理能力，如以N₂与H₂反应数据及NO₂分解平衡判断实例，帮助学生形成动态平衡认知，教师可借助结构化素材提升教学效率。

第二章 化学反应速率 第二节 化学平衡 人教版·选择性必修一 第1课时 化学平衡状态 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 出处： 《普通高中化学课程标准（2017 年版 2025 年修订）》选择性必修 1 化学反应原理，主题 2 化学反应的方向、限度和速率，2.1 化学反应的方向与限度 内容要求： 认识化学平衡状态 学业要求： 能描述化学平衡状态的特征，判断可逆反应是否达到平衡 变化观念与平衡思想： 认识化学平衡是可逆反应的动态平衡状态，形成 “变与不变”“动态平衡” 的化学观念，把握化学反应的限度与速率的辩证关系。 证据推理与模型认知： 依据化学平衡状态的定义，推理判断可逆反应是否达到平衡，构建 “浓度 - 速率 - 平衡状态” 的推理模型，运用模型分析实际反应的平衡问题，提升逻辑推理能力。 宏观辨识与微观探析： 能从宏观上辨识化学平衡状态的特征，理解化学平衡的微观本质，构建 “宏观现象 - 微观本质” 的化学平衡认知体系。 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 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： 如何提高生产效率呢？ 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 使原料尽可能快地转化为产品 使原料尽可能多地转化为产品 ——化学反应速率 ——化学反应限度 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究一：可逆反应概述 反应时间 N2 H2 NH3 5min 0.6mol 1.8mol 0.8mol 10min 0.3mol 0.9mol 1.4mol 15min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 20min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 0min 1mol 3mol 0mol n min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 观察表格有什么发现? 下表中的数据是在一定条件下N2与H2反应转化成NH3的实验数据 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 1、定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应 注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物 典型的可逆反应有: N2+3H2 2NH3 催化剂 高温高压 2SO2+O2 2SO3 催化剂 高温 SO2 +H2O H2SO3 NH3 +H2O NH3 ·H2O 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究一：可逆反应概述 概念： 在同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。 表示方法： 采用“⇌”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。 特征: ①正、逆反应必须在同一条件下发生，在正反应进行的同时，逆反应也在进行。 ②可逆反应不能进行到底，也就是说可逆反应无论进行到何种程度，反应物和生成物均并存，即任何物质的物质的量都不可能为0。 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究一：可逆反应概述 双同：相同的条件下，正逆反应同时进行 双向：可逆符号“⇌”表征正、逆反应两个方向 一小：反应物转化率小于100%，反应物与生成物共存 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究一：可逆反应概述 新知探究二：化学平衡状态的建立 反应时间 N2 H2 NH3 下表中的数据是在一定条件下N2与H2反应转化成NH3的实验数据，请同学们绘制反应物生成物浓度随时间变化的图像 5min 0.6mol 1.8mol 0.8mol 10min 0.3mol 0.9mol 1.4mol 15min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 20min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 0min 1mol 3mol 0mol n min 0.2mol 0.6mol 1.6mol 容器体积为1L 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 作业布置 浓度 时间 浓度—时间图 H2 N2 NH3 15min 结合化学反应速率的公式和刚才画的图象，分析正、逆反应速率变化规律，并以H2为例大致画出正、逆反应速率随时间变化的(ν-t)图象。 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究二：化学平衡状态的建立 浓度 时间 浓度—时间图 H2 N2 NH3 15min υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 时间 速率 15min 1.建立——化学反应的正向建立 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究二：化学平衡状态的建立 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 浓度 时间 浓度—时间图 t0 H2 N2 NH3 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 时间 速率 t0 1.建立——化学反应的逆向建立 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究二：化学平衡状态的建立 一定条件下的可逆反应中，当v正=v逆时，c(反应物)和c(生成物)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。 2. 含义 反应速率 时间(t) v(正)>v(逆) v(正) v(逆) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 反应物的 转化率达到最大值 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究二：化学平衡状态的建立 ：研究对象为可逆反应 ：v正 =v逆 ≠0 ：动态平衡 ：各组分的浓度保持不变 ：外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变 反应速率 时间(t) v(正)>v(逆) v(正) v(逆) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 3. 特征 α ＝ ×100% 反应物的减少量 反应物的起始量 转化率 “本质” “表现” 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究二：化学平衡状态的建立 4. 方法引导——图像分析 在分析化学问题时，常会运用反映相关量变化关系的图像。例如，溶解度曲线、物质浓度随时间变化的曲线等。在结合化学反应原理分析图像时，应注意下列几点： （1）横坐标和纵坐标的含义； （2）曲线的斜率或者趋势； （3）曲线上的特殊点，如起点、终点、交点和拐点等； （4）根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究二：化学平衡状态的建立 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 ①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应； ②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。 1.“两审” 一审题干条件: 二审反应特点： 是恒温恒容、恒温恒压、恒容绝热； 同一物质，生成等于消耗。 2.“两标志” (1)直接标志（动态标志、本质）： (2)间接标志（静态标志、现象）： “变量不变” 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 v正＝v逆 同一物质： 消耗的速率=生成的速率 不同物质：要具正、逆两个方向，且两向速率之比=化学计量数之比 例： 一定条件下，可逆反应N2 + 3H2 2NH3。 （1）单位时间内，有1molN2消耗，同时有1molN2生成 （2）单位时间内，有3molH2消耗，同时有2molNH3消耗 （3）单位时间内，有1molN2生成，同时有2molNH3生成 （4）断开1molN≡N的同时有6molN—H断裂 一看有无正逆，二看是否等于系数之比。 解题方法： 标志一 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （注意不是相等，也不是成一定的比值） mB、nB、CB、质量分数wB、转化率ɑB、颜色、绝热容器内的温度等不再变化时，可以证明反应达到了平衡状态。 其中的B指的是反应体系中的某一种物质，不是整体量。 第一类 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （注意不是相等，也不是成一定的比值） 某种气体的体积分数（即物质的量分数）φB不再变化时，要具体分析： 第二类 绝大多数情况下，体积分数φB不变，可以作为判断平衡的依据，个别情况例外 特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （1）对同一组分，c、n、w(质量分数)、X％(物质的量分数)等，保持不变则平衡。 特例：NH4Cl(S)=NH3(g)+HCl(g) w、X％一定时，不能判定平衡 （2）温度保持不变则达到平衡（绝热体系） 常见有色气体：红棕色：Br2 (g) NO2(g)、黄绿色：Cl2(g)、紫色：I2(g) （3）对于有色物质参与反应，颜色不变则达到平衡 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （4）压强不变则平衡（恒温恒容） 压强不变 若m+n≠p+q 一 定 若m+n=p+q 不一定 平均摩尔质量不变 若m+n≠p+q 若m+n=p+q 一 定 不一定 以恒温恒容条件下mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例 PV=nRT M＝ M总 n总 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （4）压强不变则平衡（恒温恒容） 不一定 密度不变 若m+n≠p+q 若m+n=p+q 不一定 以恒温恒容条件下mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例 V m ρ＝ 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （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 × 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 变量不变 标志二 （6）混合气体M 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 √ 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 恒温条件下，气体的n总、m总、V总一定变吗？如何判断？ 化学反应 n总 m总 V总 恒V 恒P 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) H2(g)+I2(g) 2HI(g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 变 不变 变 不变 不变 变 不变 不变 不变 变 不变 变 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 特例：反应物无气体，只有生成物有气体时， 体积分数始终不变，故此时体积分数不是变量 反应体系中的某种气体的体积分数（即物质的量分数）不变时，是否一定可以判断反应已达到平衡状态？ 例如：A(s) ⇌ B(g)+C(g) 当投入一定量的A时，随着反应的不断进行，B、C的体积分数始终为1/2，不是变量，不能作为判断平衡的依据。 当按系数比投入一定量的B、C时，随着反应的不断进行，B、C的体积分数始终为1/2，不是变量，不能作为判断平衡的依据。 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 在固定体积的的密闭容器中发生反应：2NO2 2NO + O2 该反应达到平衡的标志是：　　　　　　　　　　　 ① ② ④ ⑥ ①混合气体的颜色不再改变 ②混合气体的平均相对分子质量不变 ③混合气体的密度不变 ④混合气体的压强不变 ⑤单位时间内消耗 2nmol NO2 的同时生成 2nmol O2 ⑥O2气体的物质的量浓度不变 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 2.在绝热的固定容积密闭容器中，发生反应 。下列叙述中能说明反应已经达到平衡状态的个数为( ) ①体系温度不再改变 ②体系压强不再改变 ③混合气体密度不再改变 ④混合气体的平均摩尔质量不再改变 ⑤体系内气体颜色不再变化 ⑥ ⑦HI（g）的体积分数不再发生变化 A.3 B.4 C.5 D.6 B 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 新知探究三：化学平衡状态的判断依据和方法 1.恒温恒容时,可逆反应N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g)达到平衡状态的标志是_________ ① 混合气体总的物质的量不再发生变化 ② 气体的总压强不再发生变化 ③ 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 ④ 混合气体的密度不再发生变化 ①②③ 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 2.一定条件下，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 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 3．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 ① C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 a mol A,同时生成 3a mol B ⑧A、B、C、D 的分子数之比为 1:3:2:2 ②⑧ 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 4.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 V m ρ＝ 有固体参加的增体反应 等体反应 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 5.一定温度下在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O2 2SO3，一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是 。 ①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3) ③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 ④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2 ⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑨二氧化硫的百分含量不再改变 ①⑤⑥⑧⑨ 标志二：变量不变 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 课标与素养 学习目标 情境与素材 新知探究 课堂练习 课堂小结 THANK YOU Thank you $