化学平衡状态【 知识精讲+ 能力提升 】 高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

专题2化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向与限度第2课时化学平衡状态教学目标核心素养1．了解化学反应的可逆性，理解可逆反应的特征。2．从可逆反应化学平衡状态的建立过程，结合图像理解化学平衡是一种动态平衡。熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方

法的思维模型，培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。温故知新回顾我们学过的常见的可逆反应有哪些？是否所有化学反应都是可逆反应？可逆反应有什么特征？研究表明，可逆反应广泛存在。但对于有些进行得极为完全的化学反应，如碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应、氯气与溴化钠溶液反应等，在进行有关计算时，一般不考虑反应能否进行到底的问题。N2＋3H22NH3

；H2＋I22HI；2SO2＋O22SO3……催化剂ΔΔ催化剂高温、高压一、可逆反应1．概念✪双同性：正逆反应在相同的条件下，同时进行NH3＋H2ONH3·H2O

在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。✪双向性：可逆反应分为方向相反的两个方向，正反应方向和逆反应方向✪共存性：反应物转化率小于100%，反应物与生成物共存2．特征例1．可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的()A．多余的氧气中B．生成的三氧化硫中C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中理解应用解析

18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。D交流讨论高炉炼铁的主要反应：从炼铁炉口排出的尾气中含有一定量的CO。100多年前，人们认为是由于CO和铁矿石接触时间不够，曾耗巨资建高炉，以延长反应物接触时间，结果尾气中的CO含量没有减少，你知道这是什么原因吗？如何改进？Fe2O3+3CO====

2Fe+3CO2高温可逆反应炼铁反应是有限度的，研究化学反应要明确反应方向，还应关注反应限度。科学·技术·社会工业合成氨氨气在国民经济中占有重要地位，随着人类社会的发展，对氨的需求量日益增长。如何提高生产效率呢？只要尽力提高化学反应速率生产效率就一定高吗？2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压理解应用各物质的起始量/mol充分反应后各物质的量/molN2H2NH3

N2H2NH3

5150394某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应足够长时间后各物质的量不再改变，数据如下：★合成氨反应有限度，原料无法转化完全★只考虑化学反应速率不够，还需考虑如何尽可能多地将原料转化为产品二、化学平衡的建立2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压1．反应过程中反应物和生成物浓度如何变化？2．时间足够长后，反应物和生成物浓度是否发生变化?问题交流反应物浓度逐渐减小，产物浓度逐渐增大。最终，浓度均达到保持不变的状态。时间浓度H2N2NH3二、化学平衡的建立2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压3．反应过程v正、v逆如何变化？4．时间足够长后，v正、v逆是否发生变化?最终反应是否停止?开始v正最大，产物浓度很小，v逆最小；v正随反应物浓度减小而不断减小，v逆随产物浓度逐渐增大而不断增大，最终，v正=

v逆。v正

v逆v正=

v逆反应时间反应速率化学平衡t0≠0达到化学平衡状态，反应并未停止。问题交流二、化学平衡的建立当外界条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化，我们称之为化学平衡。三、化学平衡的特征正反应速率逆反应速率相等时间速率逆等动定变——研究对象为可逆反应——v正=

v逆≠0——正逆反应速率相等——平衡混合物中，各组分的百分含量保持一定——外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变理解应用例2．可逆反应：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)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状态的是()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)C解析：A．3v正(N2)＝v正(H2)，均为v正，并未体现v正＝v逆的关系，错误；在N2与H2合成NH3的反应中，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，转化成反应体系中同一物质速率考虑。

B．v逆(NH3)=2v逆(N2)，v正(N2)≠v逆(N2)，未平衡；C．3v逆(NH3)=2v逆(H2)，2v正(H2)=2v逆(H2)，已达平衡；D．3v逆(H2)=9v逆(N2)，v正(N2)≠v逆(N2)，未平衡。四、化学平衡状态的判定

判断方法：反应中“变化的量”“不变”时，即达到化学平衡状态v正

v逆v正=

v逆≠0tv等动定——v正=

v逆≠0——正逆反应速率相等——平衡混合物中，各组分的百分含量保持一定可以判断反应已达到化学平衡状态的是_______。理解应用例3．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，A．单位时间内消耗amolN2，同时生成2amolNH3

B．H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍

C．容器内的压强不再变化D．混合气体的总质量不再变化

E．混合气体的密度不再变化v正(N2)v正(NH3)N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)，v正＝v逆达平衡，均为v正无法判断v正(H2)=3v逆(N2)，因为3v逆(N2)=v逆(H2)，所以B平衡正反应方向压强减小，当压强不变证明已达平衡总质量为定量，无法判断混合气体体积不变，气体质量不变，

ρ为定值，无法判断BC当堂练习1．在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，达到平衡时浓度可能是()A．SO2、O2分别为0.4mol/L、0.2mol/L B．SO2为0.25mol/LC．SO2为0.24mol/L，SO3为0.14mol/L D．SO2、SO3均为0.15mol/L解析用极限法。可逆反应不可能进行到底，假设反应由正反应或逆反应开始建立。A．0.2mol/LSO3全部转化时，SO2和O2浓度才是0.4mol/L、0.2mol/L；B．SO2的浓度应在0～0.4mol/L之间；根据S元素守恒，SO2和SO3浓度之和应为0.4mol/L，C、D两项均错误。B2．一定温度下，反应N2O4(g)

2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(

)A．①②B．②④