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第二節(jié) 化學(xué)平衡
第1課時 化學(xué)平衡狀態(tài)
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 　
人教版化學(xué) 選擇性必修一
任務(wù)一 可逆反應(yīng)
問題：什么是可逆反應(yīng)？可逆反應(yīng)有什么特征？
在同一條件下，能向正反應(yīng)方向進行，又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。
2NH3
N2 + 3H2
催化劑
高溫、高壓
正反應(yīng)
逆反應(yīng)
雙向性
雙同性
共存性
正反應(yīng)和逆反應(yīng)兩個方向
同一條件，同時進行
反應(yīng)物和產(chǎn)物共存，任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。
問題：什么是化學(xué)平衡狀態(tài)，為什么有些化學(xué)反應(yīng)存在平衡狀態(tài)？
可逆反應(yīng)同時雙向進行，彼此制衡，均不會進行到底，由此產(chǎn)生平衡。化學(xué)平衡狀態(tài)是在給定條件下能達到的最大程度。
課堂練習(xí)
向含有2 mol SO2的容器中通入過量O2發(fā)生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物質(zhì)的量______0 mol，轉(zhuǎn)化率______100%，反應(yīng)放出的熱量______ Q kJ。
＜
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在密閉容器中進行反應(yīng)：X2(g)＋3Y2(g) 2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始濃度分別為0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，當反應(yīng)達到平衡后，各物質(zhì)的濃度可能是（ ）
①X2為0.2 mol·L－1　②Y2為0.1 mol·L－1③Z2為0.3 mol·L－1 ④Y2為0.6 mol·L－1
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
B
利用極端假設(shè)的解題思想
任務(wù)二 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
時間/min 0 1 2 3 4 5 6
c(N2) 1 0.9 0.8 0.75 0.7 0.7 0.7
c(H2) 3 2.7 2.4 2.25 2.1 2.1 2.1
c(NH3) 0 0.2 0.4 0.5 0.6 0.6 0.6
某溫度下，在容積不變的密閉容器中N2與H2反應(yīng)足夠長時間后各物質(zhì)的量不再改變， 數(shù)據(jù)如下。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，隨著反應(yīng)進行，各物質(zhì)濃度、正反應(yīng)速率、逆反應(yīng)速率如何變化？
2NH3
N2 + 3H2
催化劑
高溫、高壓
反應(yīng)速率
時間
正反應(yīng)
逆反應(yīng)
化學(xué)平衡
當正、逆反應(yīng)速率相等時，達到看似不變的“表面靜止”狀態(tài)，但實際反應(yīng)并未停止，一直在進行中
任務(wù)二 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
可逆反應(yīng)中：當正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)中各組分的濃度保持不變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，則為“化學(xué)平衡狀態(tài)”。
前提
實質(zhì)
標志
可逆反應(yīng)
ν (正) = ν (逆)
逆
等
動
≠0
動態(tài)平衡
定
各組分的濃度保持不變
變
條件改變，原平衡被破壞，平衡移動，
在新的條件下建立新的平衡
判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡。
v(正)>v(逆)
v(正)
v(逆)
反應(yīng)速率
時間(t)
反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
t1
v(正)= v(逆)
課堂練習(xí)
合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)：
N2(g)＋3H2(g)　　　　　 2NH3(g)，
673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間t 變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述中正確的是
A.c點處正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等
B.a點的正反應(yīng)速率比b點的大
C.d點(t1時刻)和e點(t2時刻)處n(N2)不同
D.在t2時刻，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
B
高溫、高壓
催化劑
任務(wù)三 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
如何理解 v正 = v逆≠0？
核心：1.有正有逆的描述；2.轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)速率相等
一定條件下，對于可逆反應(yīng)N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示：下列能表示反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
（1）單位時間內(nèi)，有1mol N2消耗，同時有1mol N2生成
（2）單位時間內(nèi)，有3mol H2消耗，同時有2mol NH3生成
（3）單位時間內(nèi)，有1mol N2消耗，同時有3mol H2消耗
（4）1mol N≡N 鍵斷裂的同時有2mol N-H 鍵斷裂
（5）2v正（N2）=v逆（NH3）
（6）v(H2)： v(N2) =3:1
(1) (5)
解題方法：一看有無正逆，二看是否等于系數(shù)之比
直接標志——“正逆相等”
任務(wù)三 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
如何理解 “定”？
核心：一個量隨反應(yīng)一直變，突然不變
間接標志——“變量不變”
一定條件下，對于可逆反應(yīng)N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示，下列能表示反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
（1）容器內(nèi)氮氣的物質(zhì)的量不再改變
（2）c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
（3）容器內(nèi)顏色不再改變
（4）固定容器恒容條件下，容器內(nèi)氣體壓強不再改變
（5）固定容器恒容條件下，容器內(nèi)氣體密度不再改變
（6）恒容或恒壓條件，容器內(nèi)氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變
(1) (4) (6)
解題方法：判斷這個物理量是否為變量
任務(wù)三 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
如何理解 “定”？
核心：一個量隨反應(yīng)一直變，突然不變
a.各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)目保持不變。
b.各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)保持不變。
c.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、生成物的產(chǎn)率保持不變。
d.體系的顏色和溫度不變
①一定是變量的物理量——單一物質(zhì)
不是相等，
也不是成比例
各組分的濃度保持不變
總壓強、氣體密度、氣體的總物質(zhì)的量、氣體平均分子質(zhì)量、氣體的體積分數(shù)需要具體情況具體分析
②不一定是變量的物理量——混合氣體
間接標志——“變量不變”
課堂練習(xí)
在一定溫度下的恒容容器中，當發(fā)生下列物理量不在發(fā)生變化時，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是？完成表格：
混合 氣體 的 壓強 混合 氣體 的 密度 混合 氣體 的 總物質(zhì)的量 混合 氣體的平均相對分子質(zhì)量 混合 氣體 的 顏色 各反應(yīng)物生成物的濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比 某種氣體的百分含量
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
2NO2(g) N2O4(g)
C(s)+CO2(g) 2CO(g)
I2(g)+H2(g) 2HI(g)
5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)
NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)
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課堂練習(xí)
在一定溫度下的恒壓容器中，當發(fā)生下列物理量不在發(fā)生變化時，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是？完成表格：
混合 氣體 的 壓強 混合 氣體 的 密度 混合 氣體 的 總物質(zhì)的量 混合 氣體的平均相對分子質(zhì)量 混合 氣體 的 顏色 各反應(yīng)物生成物的濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比 某種氣體的百分含量
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
2NO2(g) N2O4(g)
C(s)+CO2(g) 2CO(g)
I2(g)+H2(g) 2HI(g)
5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)
NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)
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