【课件】第二章第二节第一课时化学平衡状态课件高二化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

化学反应原理第二节 化学平衡第1课时 化学平衡状态第二章 化学反应速率与平衡XUE XI MU BIAO1、了解可逆反应的含义及其特点。2、了解化学平衡的建立过程,掌握化学平衡状态的特征。3、学会平衡状态的判断方法。ZHI SHI DAO HANG本节重点1本节难点2化学平衡状态的判断。化学平衡状态的判断。4 环节1、课前引入自1784年氨被发现以来，人们一直在研究如何利用化学方法由氮气和氢气合成氨，直到1913年才实现了合成氨的工业化生产。化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)看起来十分简单，合成氨的工业化生产却经历了漫长的发展过程。化工生产中，我们需要考虑哪些因素呢？化学反应进行的限度化学反应进行的限度1、使原料尽可能快地转化为产品2、使原料尽可能多地转化为产品化学反应速率化学反应速率（即化学平衡）（即化学平衡）思考：同学们，合成氨反应有哪些特点？什么是可逆反应？5 小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究环节2、知识精讲1、定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2、特点：注意：任何反应都有可逆性，通常把可逆程度大的反应叫可逆反应3、表示：一、可逆反应双向性可逆反应分为正反应方向和逆反应方向双同性正、逆反应在同一条件下同时进行共存性反应物不能全部转化为生成物，即反应物的转化率小于100%6 小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究环节2、知识精讲常见可逆反应常见可逆反应在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入1 mol N2和3 mol H2发生反应，能否反应生成2 mol NH3？H2 +I2 2HINH3 +H2O NH3 H2OSO2+H2O H2SO3Cl2+H2O HCl+HClO2NO2 N2O42SO2+O2 2SO3催化剂高温酯化反应 7 小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究环节2、知识精讲v(正)v(正)=v v(逆逆)时间时间速速率率v v(逆逆)0N2(g)+3H2(g)2NH3(g)时间时间浓浓度度0NH3H2N2如果充入 NH3发生反应呢？在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的浓度随时间如何变化？正逆反应速率随时间如何变化？请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。二、化学平衡状态 8 小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究环节2、知识精讲一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。1、定义：v(逆)v(正)=v v(逆逆)时间时间时间时间速速速速率率率率v v(正正)0时间时间时间时间浓浓浓浓度度度度0N2H2标志标志本质本质平衡状态是在一定条件下，可逆反应所能进行的最大程度，即可逆反应的限度。NH3N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g(g)二、化学平衡状态 9 小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究环节2、知识精讲2、化学平衡状态的特点：思考：如何判断一个化学反应是否已达到平衡状态呢？逆化学平衡状态的研究对象是_反应等各组分浓度/物质的量/百分含量_动正 _ 逆 _ 0，是一个动态平衡定变外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡可逆 保持不变“表现”“本质”10 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志一标志一：v正正=v逆逆0即单位时间内即单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。该物质的生成速率与消耗速率相等。该物质的生成速率与消耗速率相等。用用同一种物质同一种物质来表示反应速率时来表示反应速率时速率之比速率之比化学方程式中相应的化学化学方程式中相应的化学计量数之比计量数之比。表示表示两个不同的方向两个不同的方向。用用不同种物质不同种物质来表示反应速率时来表示反应速率时必须符合两方面必须符合两方面 11 二、化学平衡状态的判断二、化学平衡状态的判断单位时间内有2mol SO2生成，同时有_O2 _2mol2mol1mol2mol生成消耗生成标志一标志一：v正正=v逆逆0单位时间内有2mol SO2消耗，同时有2mol SO2生成；单位时间内有2mol SO3生成，同时有_SO3消耗；单位时间内有2mol SO2生成，同时有_SO3 _ ;单位时间内有1mol O2生成，同时有_SO3 _;12 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_ 单位时间内消耗1 mol N2，同时生成1 mol N2 单位时间内消耗1 mol N2，同时生成2 mol NH3 单位时间内消耗1 mol N2，同时生成3 mol H2 断裂3 mol H-H键，同时生成6 mol N-H键一看有无正逆，二看是否等于系数之比。一看有无正逆，二看是否等于系数之比。解题方法：13 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：变量不变标志二：变量不变（注意不是相等，也不是成一定的比值）（注意不是相等，也不是成一定的比值）各组分的质量、物质的量、物质的量浓度、物质的量分数、各组分的质量、物质的量、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数保持不变质量分数保持不变反应物的转化率、生成物的产率保持不变反应物的转化率、生成物的产率保持不变各气体的体积或体积分数保持不变各气体的体积或体积分数保持不变各组分浓度保持不变各组分浓度保持不变特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量 14 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_ N2、H2、NH3 的浓度比为1:3:2 N2的浓度不随时间变化 NH3的百分含量不再发生变化 混合气体的颜色不再发生变化 H2的转化率不再发生变化判断这个物理量是否为变量判断这个物理量是否为变量解题方法：解题方法：15 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变气体的平均相对分子质量 MM=m总n总取决于有无非气体取决于气体系数差以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例若m+np+q若m+n=p+q若各物质均为气体m总为定值n总为变量M为变量M不变时，即为平衡状态n总为定值M为定值M不变时，不一定为平衡状态 16 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变气体的平均相对分子质量 M （或平均摩尔质量）M=m总n总取决于有无非气体取决于气体系数差m总为变量若有非气体参与M为变量M不变时，即为平衡状态 17 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变气体的平均相对分子质量 M （或平均摩尔质量）M=m总n总取决于有无非气体取决于气体系数差以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例且m+np+q若各物质均为气体M不变时，即为平衡状态若各物质均为气体，且m+n=p+qM不变时，不一定为平衡状态若有非气体参与M不变时，即为平衡状态 18 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断课堂检测课堂检测 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当平均相对分子质量不变时，_是化学平衡状态 H2(g)+I2(g)2HI(g)当平均相对分子质量不变时，_是化学平衡状态1.不一定不一定一定一定2.C(s)+O2(g)CO2(g)当平均相对分子质量不变时，_是化学平衡状态 CO2(g)+C(s)2CO(g)当平均相对分子质量不变时，_是化学平衡状态一定一定一定一定 19 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变=m总V容器取决于有无非气体取决于气体系数差气体密度以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例若各物质均为气体若各物质均为气体恒容m总为定值为定值不变时，不一定为平衡状态 20 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变=m总V容器取决于有无非气体取决于气体系数差气体密度以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例若各物质均为气体若各物质均为气体m总为定值若m+np+q若m+n=p+q恒压V容器为变量为变量不变时，一定为平衡状态V容器为定值为定值量不变时，不一定为平衡状态 21 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变=m总V容器取决于有无非气体取决于气体系数差气体密度m总为变量若若有非气体参与 恒压或是恒容 为变量不变时，一定为平衡状态 22 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变取决于有无非气体取决于气体系数差气体密度若若有非气体参与，恒压或是恒容 不变时，一定为平衡状态若各物质均为气体若各物质均为气体恒容不变时，不一定为平衡状态恒压若m+np+q若m+n=p+q=m总V容器 23 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断课堂检测课堂检测 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，恒容条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 恒压条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 H2(g)+I2(g)2HI(g)恒容条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 恒压条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 不一定一定不一定不一定 24 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断课堂检测课堂检测 C(s)+O2(g)CO2(g)恒容条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 恒压条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 CO2(g)+C(s)2CO(g)恒容条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 恒压条件下，当气体密度不变时，_是化学平衡状态 一定一定一定一定 25 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断标志二：标志二：“变量变量”不变不变混合气体总压强（或混合气体总物质的量）因为恒容、恒温条件下，因为恒容、恒温条件下，n(g)越大则压强越大则压强P就越大，则就越大，则无论各成份是否均为气体，无论各成份是否均为气体，只需考虑只需考虑n(g)。当n(g)=0，则P为恒值，不一定是化学平衡状态。PV=nRT当n(g)0，则P一定时，一定是化学平衡状态。26 三、化学平衡状态的判断三、化学平衡状态的判断课堂检测课堂检测恒容、恒温条件下，C(s)+O2(g)CO2(g)当体系总压强不变时，_是化学平衡状态 CO2(g)+C(s)2CO(g)当体系总压强不变时，_是化学平衡状态 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当体系总压强不变时，_是化学平衡状态 H2(g)+I2(g)2HI(g)当体系总压强不变时，_是化学平衡状态不一定一定一定不一定 27 二、化学平衡状态的判断二、化学平衡状态的判断体系的颜色和温度不变一定为平衡状态H2 +I2 2HI2NO2 N2O4红棕色 28 1.一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(s)nB(g)pC(g)qD(g)，当，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：为任意正整数时，下列状态：体系的压强不再发生变化体系的压强不再发生变化体系的密度不再发生变化体系的密度不再发生变化各组分的物各组分的物质的量浓度不再改变质的量浓度不再改变各组分的质量分数不再改变各组分的质量分数不再改变反应速率反应速率vB vC vDn p q其中，能说明反应已达到平衡的是其中，能说明反应已达到平衡的是()A只有只有 B只有只有C只有只有 DB 29 2.可逆反应可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是状态的是()A3v正正(N2)v正正(H2)Bv正正(N2)v逆逆(NH3)C2v正正(H2)3v逆逆(NH3)Dv正正(N2)3v逆逆(H2)C 30 3 40，向体积为，向体积为V L的密闭容器中充入的密闭容器中充入NO，容器内各组分的物质的，容器内各组分的物质的量随时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是量随时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是()AX是是N2O B13 min时，时，v(NO2)3V(1)molL1min1C60 下该反应达平衡时下该反应达平衡时NO的量不变的量不变DNO2和和X的浓度相等可以作为判断反的浓度相等可以作为判断反 应达到平衡的标志应达到平衡的标志A 31 4 4、恒温恒温恒恒容时容时,可逆反应可逆反应N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g(g)达到平衡达到平衡状态的标志是状态的标志是_ 混合气体总的物质的量不再发生变化混合气体总的物质的量不再发生变化 气体的总压强不再发生变化气体的总压强不再发生变化 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 混合气体的密度不再发生变化混合气体的密度不再发生变化思考：对于可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)呢？都不行 32 5 5、在在一一密密闭闭容容器器中中进进行行如如下下反反应应：2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2SO2SO3 3(g(g)，已已知知反反应应过过程程中中某某一一时时刻刻SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3的的浓浓度度分分别别为为0.2 0.2 mol/Lmol/L、0.1 0.1 mol/Lmol/L、0.2 mol/L0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是（，当反应达平衡时，可能存在的数据是（）A A、SOSO2 2为为0.4 mol/L0.4 mol/L、O O2 2为为0.2 mol/L0.2 mol/LB B、SOSO2 2、SOSO3 3均为均为0.15 mol/L0.15 mol/LC C、SOSO3 3为为0.25 mol/L0.25 mol/LD D、SOSO3 3为为0.4 mol/L0.4 mol/LC 33 6 6、在一定温度下，可逆反应在一定温度下，可逆反应2NO2NO2 2(g(g)2NO(g)2NO(g)+O)+O2 2(g)(g)在体积固定的密在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是（闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是（）单位时间内生成单位时间内生成n mol On mol O2 2，同进生成，同进生成2n mol NO2n mol NO2 2单位时间内生成单位时间内生成n mol On mol O2 2，同进生成，同进生成2n mol NO2n mol NO用用NONO2 2、NONO、O O2 2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2 22 21 1混合气体的密度不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体平均相对分子质量保持不变混合气体平均相对分子质量保持不变A A、B B、C C、D D、以上全部以上全部A 34 与平衡与平衡无关无关的说法的说法各组分的浓度相等。各组分的浓度之比等于计量系数之比。各组分的分子个数之比等于计量系数之比。A AN N2 2O O4 4和和NONO2 2的分子数比为的分子数比为1 1：2 2B BN N2 2O O4 4和和NONO2 2的浓度相等的浓度相等C C平衡体系的颜色一定不再改变平衡体系的颜色一定不再改变D D单位时间有单位时间有1 mol N1 mol N2 2O O4 4变为变为NONO2 2的同时，有的同时，有2 mol NO2 mol NO2 2变为变为N N2 2O O4 4 在在2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4的可逆反应中的可逆反应中，下列，下列状态一定属于平衡状态的是（状态一定属于平衡状态的是（）CD 35 小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究环节3、本节小节化学化学平衡平衡状态状态可逆反应可逆反应概念概念逆逆、等、等、动动、定、变定、变判断依据判断依据1 1、等、等2 2、变、变“变量变量”不变不变研究对象研究对象特征：特征：系数之比系数之比正正逆逆