化學(xué)平衡狀態(tài)（課件）-高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修1）

走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界2022-2023選擇性必修1第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)

化學(xué)平衡第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)回顧舊知對(duì)于一些反應(yīng)，我們?cè)谶M(jìn)行化學(xué)計(jì)算時(shí)，從未關(guān)心過反應(yīng)能否進(jìn)行徹底的問題，即限度問題，各種反應(yīng)物之間是一種“同歸于盡”或者“你死我活”的關(guān)系。它們不存在限度，即反應(yīng)能進(jìn)行徹底閱讀思考

某溫度下，在容積不變的密閉容器中，N2與H2反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后各物質(zhì)的量不再改變，數(shù)據(jù)如下：各物質(zhì)的起始量/mol充分反應(yīng)后各物質(zhì)的量/molN2H2NH3N2H2NH35150394合成氨反應(yīng)有限度，原料無法轉(zhuǎn)化完全；只考慮化學(xué)反應(yīng)速率不夠，還需考慮如何盡可能多地將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。任何可逆反應(yīng)在一定條件下都存在反應(yīng)的限度。

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)PART01PART02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。知道化學(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)。一、化學(xué)平衡的建立過程2、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————

N2+3H22NH3

高溫、高壓催化劑1、反應(yīng)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)速率為——。最大最大00逐漸減小逐漸減小逐漸增大逐漸增大時(shí)間t速率v0t1.V正(N2).V逆(N2)V正=v逆平衡狀態(tài)3、一定時(shí)間后，必然出現(xiàn)V正反應(yīng)速率＝V逆反應(yīng)速率4、某時(shí)刻后，v正＝v逆

,即正反應(yīng)消耗的反應(yīng)物的量與逆反應(yīng)生成的反應(yīng)物的量相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化——化學(xué)平衡時(shí)間速率V逆V正=V正V逆化學(xué)平衡狀態(tài)

在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時(shí)間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時(shí)的狀態(tài)我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。1.化學(xué)平衡狀態(tài)可逆反應(yīng)速率相等濃度均保持不變限度反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大

α

＝×100%反應(yīng)物的減少量反應(yīng)物的起始量轉(zhuǎn)化率強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)對(duì)象：可逆反應(yīng)實(shí)質(zhì)：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)練一練

某溫度下，在容積不變的密閉容器中，N2與H2反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后各物質(zhì)的量不再改變，求H2的轉(zhuǎn)化率。各物質(zhì)的起始量/mol充分反應(yīng)后各物質(zhì)的量/molN2H2NH3N2H2NH35150394起始量/mol變化量/mol平衡量/mol51502

64

α＝

×100%＝40%6mol15mol平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率

3

94

N2+3H22NH3想一想：達(dá)到限度時(shí)，反應(yīng)就停止了嗎？

N2+3H22NH3

2NH3

N2+3H2

正向：逆向：反應(yīng)速率v

(正)v

(逆)t1時(shí)間（t）0v(正)=v(逆)（動(dòng)態(tài)平衡）2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)(1)逆：(2)等：(3)定：(4)動(dòng)：(5)變：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率動(dòng)態(tài)平衡（v(正)=v(逆)≠0）可逆反應(yīng)；反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定條件改變，平衡發(fā)生移動(dòng)思考交流怎樣證明一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)了？就是找證據(jù)：正逆相等：變量不變。二、化學(xué)平衡判斷的標(biāo)志：1.直接標(biāo)志：正逆相等（1）速率：v正=v逆①任何一種物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率②或是兩種不同的物質(zhì)v正：v逆

=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比例1：以反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)為例，達(dá)到平衡的標(biāo)志為：A的消耗速率與A的生成速率—————A的消耗速率與C的———速率之比等于———B的生成速率與C的———速率之比等于———A的生成速率與B的———速率之比等于———相等消耗m：p生成n：p消耗m：n異邊同向，同邊異向，比例計(jì)量可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)

物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到

平衡狀態(tài)的是（）A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)N2+3H2

2NH3CmB、nB、CB、質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB、轉(zhuǎn)化率ɑB、顏色、絕熱容器內(nèi)的溫度等不再變化時(shí)，可以證明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。其中的B指的是反應(yīng)體系中的某一種物質(zhì)，不是整體量。某種氣體的體積分?jǐn)?shù)（即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）φB不再變化時(shí)，要具體分析：第一類第二類請(qǐng)大家試著分析此反應(yīng)中B、C的體積分?jǐn)?shù)變化A(s)=B(g)+C(g)絕大多數(shù)情況下，體積分?jǐn)?shù)φB不變，可以作為判斷平衡的依據(jù)個(gè)別情況例外，(2)含量關(guān)系：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001min0.20.22min0.30.33min0.40.4…………我們發(fā)現(xiàn)：從反應(yīng)開始起，φB=1/2、φC

=1/2。始終沒有改變，不是變量，不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)思考：A(s)=2B(g)+C(g)，分析此反應(yīng)中，氣體體積分?jǐn)?shù)的變化例2：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)以下哪些選項(xiàng)可以判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？①.N2的體積分?jǐn)?shù)與NH3的相等②.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2③.N2的物質(zhì)的量不再變化④.H2的體積分?jǐn)?shù)保持恒定⑤.N2、H2、NH3的總質(zhì)量保持不變③④思考：我們已經(jīng)知道反應(yīng)前后，所有物質(zhì)的總質(zhì)量是不會(huì)變的，即質(zhì)量守恒。那么總物質(zhì)的量呢？也不變嗎？A(g)+B(g)?2C(g)時(shí)間nAnBnCn總起始11021min0.80.80.422min0.70.70.623min0.650.650.724min0.60.60.825min0.60.60.82…………A(g)+B(g)?C(g)時(shí)間nAnBnCn總起始1102.001min0.80.80.21.802min0.70.70.31.703min0.650.650.351.654min0.60.60.401.605min0.60.60.401.60…………保持不變逐漸減少你有什么發(fā)現(xiàn)？這些都不是某一種物質(zhì)的數(shù)據(jù)，而是所有氣體的整體量。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恒溫恒壓時(shí)的體積V不變不變不變減少減少減少對(duì)于這三個(gè)量，若反應(yīng)前后氣體系數(shù)不相等，則可以作為判斷依據(jù)2.間接標(biāo)志：變量不變①混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變而———，（適用于—————————————）改變m+n≠p

的反應(yīng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M，不再變化時(shí)，要具體分析：m總M=n總看氣體系數(shù)找固體分子、分母只要有一個(gè)是變量，M即可作為判斷平衡的依據(jù)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不變變思考：此反應(yīng)的平均摩爾質(zhì)量不再變化時(shí)，能

否證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)？A(s)=B(g)+C(g)②混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量恒溫恒容時(shí)，氣體的密度ρ不再變化時(shí)，要具體分析：m總ρ=V不會(huì)變找固體，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(s)+B(g)=C(g)mA+mB+mC不變（質(zhì)量守恒）質(zhì)量減少質(zhì)量增加恒容時(shí)，凡是有固體參與的反應(yīng)，其氣體密度都會(huì)變③混合氣體的密度例3、在一定溫度下，向aL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、容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化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)間消耗0.1molX的同時(shí)生成0.2molZABA.單位時(shí)間內(nèi)消耗amolN2，同時(shí)生成2amolNH3

B.H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化D.混合氣體的總質(zhì)量不再變化E.混合氣體的密度不再變化

BC練一練N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)以下哪些選項(xiàng)可以判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？判斷方法：反應(yīng)中“變化的量”“不變”時(shí)，即達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)（3）特殊標(biāo)志：①對(duì)于有色物質(zhì)參加反應(yīng)，如果體系顏色不變，反應(yīng)達(dá)到平衡②對(duì)于吸熱或放熱反應(yīng)，如果體系溫度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡【例4】在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng):A(s)+3B(g)?2C(g)+D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是（其中只有B氣體有顏色）A.混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度C.氣體的平均分子量D.氣體的顏色BCD【例5】在兩個(gè)恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：

甲：C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)

乙：CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)

現(xiàn)有下列狀態(tài)：①混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

②恒溫時(shí)，氣體壓強(qiáng)不再改變③各氣體組成濃度相等

④體系中溫度保持不變⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍

⑥混合氣體密度不變⑦單位時(shí)間內(nèi)，消耗水質(zhì)量與生成氫氣質(zhì)量比為9：1

其中能表明甲、乙容器中反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)的是(

)A．①②⑤

B．③④⑥

C．⑥⑦

D．④⑤D

氣體的總壓、氣體的總的物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量、混合氣體的密度、反應(yīng)混合物平衡時(shí)物質(zhì)的量之比⑷在等系數(shù)的氣體反應(yīng)中不能作為平衡判據(jù)的是例4、在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng):A(固)+3B(氣)2C(氣)+D(氣)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的壓強(qiáng)

B.混合氣體的密度

C.B的物質(zhì)的量濃度

D.氣體的總物質(zhì)的量BC（1）平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，反應(yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變（

）（2）化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，所有物質(zhì)的速率都相等（

）（3）化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且等于零（

）（4）化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物與生成物的濃度/含量保持不變（

）（5）化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（

）（6）當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系中只存在生成物（

）（7）化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變（

）（8）一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度（

）1；判斷下列說法是否正確×××√×××√練一練在體積固定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2NO2(g)

2NO(g)+O2(g)（1）單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2（）（2）單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)（）（4）單位時(shí)間內(nèi)消耗2nmolNO2的同時(shí)，生成2nmolNO2（）（5）單位時(shí)間內(nèi)斷開nmolO中的N—O鍵的同時(shí)生成2nmolO＝O鍵（）（6）NO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率和NO減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等（）2；判斷下列條件能否說明該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡？√××√×√

恒容絕熱容器中N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①氣體的總物質(zhì)的量不變

②氣體的總質(zhì)量不變

③氣體的總壓強(qiáng)不變

④氣體的密度不變

⑤氣體的平均相對(duì)分子