化學平衡狀態(tài) 【核心知識精講精研】 高二化學 課件（人教版2019選擇性必修1+）

1、了解可逆反應的含義及其特點。2、了解化學平衡的建立過程,掌握化學平衡狀態(tài)的特征。3、學會平衡狀態(tài)的判斷方法?；瘜W平衡狀態(tài)的判斷?；瘜W平衡狀態(tài)的判斷。自1784年氨被發(fā)現(xiàn)以來，人們一直在研究如何利用化學方法由氮氣和氫氣合成氨，直到1913年才實現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產?；瘜W反應N2(g)+3H2(g)

?2NH3(g)看起來十分簡單，合成氨的工業(yè)化生產卻經歷了漫長的發(fā)展過程?；どa中，我們需要考慮哪些因素呢？——化學反應進行的限度1、使原料盡可能快地轉化為產品2、使原料盡可能多地轉化為產品——化學反應速率（即化學平衡）思考：同學們，合成氨反應有哪些特點？什么是可逆反應？1、定義：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。2、特點：注意：任何反應都有可逆性，通常把可逆程度大的反應叫可逆反應3、表示：一、可逆反應雙向性可逆反應分為正反應方向和逆反應方向雙同性正、逆反應在同一條件下同時進行共存性反應物不能全部轉化為生成物，即反應物的轉化率小于100%常見可逆反應在一定條件下，容積不變的密閉容器中，充入1molN2和3molH2發(fā)生反應，能否反應生成2mol

NH3？H2+I2

2HINH3+H2O

NH3·H2OSO2

+H2O

H2SO3Cl2

+H2O

HCl+HClO2NO2

N2O42SO2+O22SO3催化劑高溫v(正)v(正)=v(逆)時間速率v(逆)0N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)時間濃度0NH3H2N2如果充入NH3發(fā)生反應呢？在一定條件下，容積不變的密閉容器中，充入N2和H2發(fā)生反應，反應中各物質的濃度隨時間如何變化？正逆反應速率隨時間如何變化？請分別作出相應的濃度-時間圖和速率-時間圖。二、化學平衡狀態(tài)一定條件下的可逆反應，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。1、定義：v(逆)v(正)=v(逆)時間速率v(正)0時間濃度0N2H2標志本質平衡狀態(tài)是在一定條件下，可逆反應所能進行的最大程度，即可逆反應的限度。NH3N2(g)+3H2(g)

?

2NH3(g)二、化學平衡狀態(tài)2、化學平衡狀態(tài)的特點：思考：如何判斷一個化學反應是否已達到平衡狀態(tài)呢？逆化學平衡狀態(tài)的研究對象是_______反應等各組分濃度/物質的量/百分含量__________動υ正____υ逆

____0，是一個動態(tài)平衡定變外界條件改變時，原平衡狀態(tài)被破壞，在新條件下建立平衡可逆＝≠保持不變“表現(xiàn)”“本質”例1、恒溫恒容時,可逆反應N2(g)+3H2(g)

?2NH3(g)達到平衡狀態(tài)的標志是______①單位時間內消耗1molN2，同時生成1molN2②單位時間內消耗1molN2，同時生成2molNH3③單位時間內消耗1molN2，同時生成3molH2④斷裂3molH-H鍵

，同時生成6molN-H鍵①③三、化學平衡狀態(tài)的標志＝系數(shù)之比υ正υ逆即：一看有無正逆，二看是否等于系數(shù)之比。解題方法：“正、逆速率”——“相等”標志二a、各物質的質量、物質的量、分子數(shù)目保持不變。b、各物質的物質的量濃度、質量分數(shù)保持不變。c、反應物的轉化率、生成物的產率保持不變。三、化學平衡狀態(tài)的標志“變量”——“不變”①一定是變量的物理量——單一物質標志二例2、

恒溫恒容時,可逆反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達到平衡狀態(tài)的標志是_________①N2、H2、NH3

的濃度比為1:3:2②N2的濃度不隨時間變化

③NH3的百分含量不再發(fā)生變化④混合氣體的顏色不再發(fā)生變化

⑤H2的轉化率不再發(fā)生變化②③⑤三、化學平衡狀態(tài)的標志判斷這個物理量是否為變量解題方法：“變量”——“不變”標志二【深入研究】例如：A(s)

?

B(g)+C(g)當投入一定量的A時，隨著反應的不斷進行，B、C的體積分數(shù)始終為1/2，不是變量，不能作為判斷平衡的依據(jù)。反應體系中的某種氣體的體積分數(shù)（即物質的量分數(shù)）不變時，是否一定可以判斷反應已達到平衡狀態(tài)？當按系數(shù)比投入一定量的B、C時，隨著反應的不斷進行，B、C的體積分數(shù)始終為1/2，不是變量，不能作為判斷平衡的依據(jù)。例3、恒溫恒容時,可逆反應N2(g)+3H2(g)

?2NH3(g)達到平衡狀態(tài)的標志是_________①混合氣體總的物質的量不再發(fā)生變化②氣體的總壓強不再發(fā)生變化③混合氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生變化④混合氣體的密度不再發(fā)生變化①②③思考：對于可逆反應:H2(g)+I2(g)

?2HI(g)呢

？都不行三、化學平衡狀態(tài)的標志“變量”——“不變”標志二a、混合氣體的n總、V總（恒T、P）、P總（恒T、V），一切只看n總是否為變量。b、混合氣體的M＝，要根據(jù)氣體的m總、n總來確定混合氣體的M是否為變量。c、混合氣體的ρ＝，要根據(jù)氣體的m總和V總來確定混合氣體的ρ是否為變量。m總n總m總V總三、化學平衡狀態(tài)的標志②不一定是變量的物理量——混合氣體“變量”——“不變”標志二恒溫條件下，氣體的n總、m總、V總一定變嗎？如何判斷？化學反應n總m總V總恒V恒P2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

變不變不變不變變不變不變不變變變變不變【深入研究】【深入研究】例如：A(s)

?

B(g)+C(g)當投入一定量的A時，隨著反應的不斷進行，B、C的物質的量始終為1：1，平均相對分子質量不是變量，不能作為判斷平衡的依據(jù)。反應體系中的混合氣體的平均相對分子質量不變時，是否一定可以判斷反應已達到平衡狀態(tài)？與平衡無關的說法①各組分的濃度相等。②各組分的濃度之比等于計量系數(shù)之比。③各組分的分子個數(shù)之比等于計量系數(shù)之比。三、化學平衡狀態(tài)的標志標志三A．N2O4和NO2的分子數(shù)比為1：2B．N2O4和NO2的濃度相等C．平衡體系的顏色一定不再改變D．單位時間有1molN2O4變?yōu)镹O2的同時，有2molNO2變?yōu)镹2O4

例4、在2NO2

?

N2O4的可逆反應中，下列狀態(tài)一定屬于平衡狀態(tài)的是（）CD化學平衡狀態(tài)可逆反應概念逆、等、動、定、變判斷依據(jù)1、等—2、變—“變量”不變研究對象特征：＝系數(shù)之比υ正υ逆練習1、在一密閉容器中進行如下反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當反應達平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是（）A、SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B、SO2、SO3均為0.15mol/LC、SO3為0.25mol/L D、SO3為0.4mol/LC練習2、在一定條件下，某可逆反應的正反應速率和逆反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是（）A、t1時刻，反應逆向進行B、t2時刻，正反應速率大于逆反應速率C、t3時刻，達到反應進行的限度D、t4時刻，反應處于平衡狀態(tài)，反應停止B練習3、在一定溫度下，可逆反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中進行，反應達到平衡狀態(tài)的標志是（）①單位時間內生成nmolO2，同