【公開課】化學(xué)平衡狀態(tài)++課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)（人教版）選擇性必修1第二章第二節(jié)第一課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程，知道化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，形成變化觀念與平衡思想。01通過領(lǐng)會(huì)變化觀念與平衡思想，理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，判斷反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。02扳手腕比賽力的平衡、生態(tài)平衡、家庭的收支平衡、人口平衡、心理平衡…..情境引入自1784年氨被發(fā)現(xiàn)以來，人們一直在研究如何利用化學(xué)方法由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂保钡?913年才實(shí)現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)。化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)看起來十分簡(jiǎn)單，合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)卻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過程?；どa(chǎn)中，我們需要考慮哪些因素呢？——化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度使原料盡可能快地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品使原料盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品——化學(xué)反應(yīng)速率（即化學(xué)平衡）情境引入在一定條件下，容積不變的密閉容器中，充入1molN2和3molH2發(fā)生反應(yīng)，能否反應(yīng)生成2molNH3？N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)?N2H2雙向性雙同性共存性1．定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)——?2．表示：書寫可逆反應(yīng)的方程式不用“——”，而用“”連接。3．特點(diǎn)：可逆反應(yīng)分為正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向正、逆反應(yīng)在同一條件下同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)物與生成物共存，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%可逆反應(yīng)?練、某學(xué)習(xí)小組為了證明2Fe3＋＋2I?

2Fe2＋＋I(xiàn)2為可逆反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下的方案：取2ml0.5mol/LKI溶液，滴加2ml0.1mol/L的FeCl3溶液，再繼續(xù)加入2mlCCl4，充分振蕩、靜置、分層，再取上清液，滴加KSCN溶液。

(1)該方案中能證明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)的現(xiàn)象是：__________________________________________________________________________________。下層溶液呈紫紅色，且上清夜中加KSCN后溶液呈血紅色。(2)有同學(xué)認(rèn)為該方案不夠嚴(yán)密，即使該反應(yīng)不是可逆反應(yīng)也可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象，原因是：__________________________

______________________________。振蕩過程中，溶液中Fe2+可被空氣中的氧氣氧化成Fe3+練、某學(xué)習(xí)小組為了證明2Fe3＋＋2I?

2Fe2＋＋I(xiàn)2為可逆反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下的方案：及時(shí)歸納常見的可逆反應(yīng)在容積為1L的密閉容器里，加0.1molN2和0.3molH21.化學(xué)平衡的建立N2(g)＋3H2

(g)2NH3(g)二、化學(xué)平衡狀態(tài)對(duì)于以上反應(yīng)，請(qǐng)分析：（1）當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度哪個(gè)大？（2）當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí)，正反應(yīng)與逆反應(yīng)哪個(gè)反應(yīng)速率大？（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？（4）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，v(正)與v(逆)怎樣變化？（5）結(jié)合速率-時(shí)間圖像進(jìn)行分析？化學(xué)平衡狀態(tài)的建立正反應(yīng)在一定條件下的容積不變的密閉容器中，合成氨反應(yīng)：濃度時(shí)間(a)反應(yīng)從正向開始2NH3N2

+3H2

催化劑高溫、高壓濃度—時(shí)間圖剛開始時(shí)：反應(yīng)物濃度________，正反應(yīng)速率________，生成物濃度為_________，逆反應(yīng)速率_________。反應(yīng)過程中：反應(yīng)物濃度_________，正反應(yīng)速率_________

，生成物濃度_________，逆反應(yīng)速率_________。t0時(shí)間后:必然出__________________。H2N2NH3時(shí)間速率υ正＝

υ逆化學(xué)平衡狀態(tài)υ正υ逆最大最大00漸小漸小漸大漸大υ正＝

υ逆t0t0速率—時(shí)間圖一定條件下的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)1．定義：v(逆)v(正)=v(逆)時(shí)間速率v(正)0時(shí)間濃度0N2H2標(biāo)志本質(zhì)平衡狀態(tài)是在一定條件下，可逆反應(yīng)所能進(jìn)行的最大程度，即可逆反應(yīng)的限度。NH3N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)靜態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡是不是化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡，反應(yīng)就停止了？思考：現(xiàn)在有一個(gè)蓄水池，分別有個(gè)進(jìn)水口和出水口，發(fā)現(xiàn)水面高低一直不變

，為什么呢？逆化學(xué)平衡狀態(tài)的研究對(duì)象是_______反應(yīng)等各組分濃度/物質(zhì)的量/百分含量________動(dòng)v正____v逆____0，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡定變外界條件改變時(shí)，原平衡狀態(tài)被破壞，在新條件下建立平衡可逆＝≠保持不變化學(xué)平衡狀態(tài)2．化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“標(biāo)志”“本質(zhì)”如何判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否已達(dá)到平衡狀態(tài)呢？（1）同種物質(zhì)——v正(A)=v逆(A)化學(xué)平衡狀態(tài)的判定1．“等”（2）不同物質(zhì)——v正(A):v逆(B)=a:b（化學(xué)計(jì)量數(shù)之比）①③【例1

】恒溫恒容時(shí),可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是______①單位時(shí)間內(nèi)消耗1molN2，同時(shí)生成1molN2②單位時(shí)間內(nèi)消耗1molN2，同時(shí)生成2molNH3③單位時(shí)間內(nèi)消耗1molN2，同時(shí)生成3molH2正逆相等【思維模型】

v正=v逆

①方向

②數(shù)值相反同一物質(zhì)不同物質(zhì)相同化學(xué)計(jì)量比④斷裂3molH-H鍵

，同時(shí)生成6molN-H鍵

2、在一定溫度下，向aL的恒容密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A、反應(yīng)速率2v(X)=v(Z)B、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C、容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1：2：2D、單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1molX同時(shí)生成0.2molZB化學(xué)平衡狀態(tài)的判定2．“定”變量不變【思維模型】變量+不變=平衡【關(guān)鍵】判斷某參數(shù)是否是變量【例2】

恒溫恒容時(shí),可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_________①N2、H2、NH3

的濃度比為1:3:2②N2的濃度不隨時(shí)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(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化②③⑤化學(xué)平衡狀態(tài)的判定2．“定”變量不變①質(zhì)量②分子數(shù)(物質(zhì)的量)③濃度④百分含量小結(jié)：對(duì)于反應(yīng)體系中的某一種物質(zhì)：以上參數(shù)不變時(shí)，均可作為判斷平衡的依據(jù)。⑤轉(zhuǎn)化率化學(xué)平衡狀態(tài)的判定【深入研究】例如：A(s)?B(g)+C(g)時(shí)間B的物質(zhì)的量C的物質(zhì)的量起始

0

01min

0.40.42min0.6

0.63min0.7

0.7......B、C的體積分?jǐn)?shù)始終為1/2，不是變量，不能作為判斷平衡的依據(jù)。反應(yīng)體系中的某種氣體的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，是否一定可以判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)？（即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）化學(xué)平衡狀態(tài)的判定(4)針對(duì)氣體的總物質(zhì)的量n、總體積V，總壓強(qiáng)P，要具體分析是否為變量：A(g)+B(g)

2C(g)A(g)+B(g)

C(g)氣體的總物質(zhì)的量：恒溫恒容時(shí)的壓強(qiáng)P：減少不變不變減少氣體的總物質(zhì)的量n、總壓強(qiáng)P，看反應(yīng)前氣體總系數(shù)是否等于反應(yīng)后氣體總系數(shù)，相等則不是變量，不相等則為變量。恒溫恒壓時(shí)的體積V：不變減少變量不變化學(xué)平衡狀態(tài)的判定恒容時(shí)，凡是有固體參與的氣體反應(yīng)，其氣體密度都會(huì)變，此時(shí)ρ是變量，可以作為判斷依據(jù)。（5）恒溫恒容時(shí)，氣體的密度ρ不再變化時(shí)，要具體分析ρ=m總v不會(huì)變氣體質(zhì)量增加，ρ是變量，可以作為判斷依據(jù)。對(duì)于反應(yīng)：A(s)+B(g)C(g)mA+mB=mC

(質(zhì)量守恒）找固體，若方程式中有固體，則氣體總質(zhì)量會(huì)變化對(duì)于反應(yīng)：A(g)+B(g)C(g)質(zhì)量守恒，氣體質(zhì)量不變，ρ是不變量，不能作為判斷依據(jù)。變量不變化學(xué)平衡狀態(tài)的判定找固體看氣體系數(shù)M=m總n總分子、分母只要有一個(gè)是變量，M即可作為判斷平衡的依據(jù)!特例：?jiǎn)我粴怏w的反應(yīng)，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量一定時(shí)，不能作為判斷平衡的標(biāo)志。A(g)+B(g)?2C(g)A(g)+B(g)?C(g)A(S)+B(g)?C(g)m總n總M不變不變不變不變變變變變不變（6）混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M，不再變化時(shí)，要具體分析變量不變化學(xué)平衡狀態(tài)的判定2．“定”變量不變【思維模型】變量+不變=平衡【關(guān)鍵】判斷某參數(shù)是否是變量【例3】恒溫恒容時(shí),可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_________①混合氣體總的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化②氣體的總壓強(qiáng)不再發(fā)生變化③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)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(duì)于可逆反應(yīng):H2(g)+I2(g)?2HI(g)呢

？都不行化學(xué)平衡狀態(tài)的判定2．“定”變量不變小結(jié)：對(duì)于有氣體參與的整個(gè)反應(yīng)體系：mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)（恒溫恒容）壓強(qiáng)本質(zhì)方法n1=P1P2n2密度ρ=m(g)V(容器)平均相對(duì)分子質(zhì)量M=m(g)總n(g)總(氣體總物質(zhì)的量)m+n≠p+q√m+n=p+q×m+n≠p+q√m+n=p+q×反應(yīng)前后有非氣體物質(zhì)反應(yīng)前后無非氣體物質(zhì)√×H2(g)+I2(g)

2HI(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。①c(H2)=c(I2)=c(HI)時(shí)②c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2時(shí)③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時(shí)間而改變④單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成2nmolHI⑤單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成nmolI2⑥一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂⑦恒溫恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化⑧恒溫恒容下，混合氣體的顏色不再變化⑨恒溫恒壓下，混合氣體的密度不再變化⑩條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分