2.2.2 化学平衡状态 课件2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

第2课时化学平衡状态学习目标1.了解化学反应的可逆性及可逆反应的限度，建立化学平衡的观点。2.掌握化学平衡状态的判断。19世纪后期，在化学工业生产中有一个一直困扰着科学家的技术悬念，那就是如何减少炼铁高炉炉气中的CO气体？为此，英国人耗巨资建成一个高大的炼铁高炉，同学们，这种做法真的可行吗？就让我们一起在本节课中寻找答案吧！你知道吗？情境导学自主预习一、可逆反应1．含义在

条件下既能发生

的正向反应，同时又能发生

的逆向反应的反应。2．表示方法用

表示，如高温下CO与H2O(g)生成CO2和H2的反应为可逆反应，可表示为

。同一反应物转变为生成物生成物转变为反应物思考可逆反应的特征是什么？提示：可逆反应发生的条件相同；反应不能进行到底；反应物不能实现完全转化；且在反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。二、化学平衡状态1．化学平衡状态的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：(1)反应开始时：

最大，

为零。(2)反应进行时：反应物浓度

―→v(正)逐渐

。生成物浓度由零逐渐

―→v(逆)从零开始逐渐

。v(正)v(逆)减小变小增大增大(3)反应达到平衡时：v(正)

v(逆)，反应混合物中各组分的浓度

。以上过程可用如图表示：＝不再发生变化2．含义在一定条件下的可逆反应里，

相等，反应体系中所有参加反应的物质的

或

保持

的状态。正反应和逆反应速率质量浓度恒定3．特征可逆动态相等不变一、判断可逆反应是否到达平衡状态的方法问题1你对化学反应的限度是如何认识的？合作探究提示：对于一定条件下的可逆反应，随着反应的进行，反应物会逐渐地减少，生成物会逐渐地增加。但当反应进行到一定时间后，反应物的量就不会再继续减少，生成物的量也会停止增加，此时的状态我们称为化学反应进行到了一定限度。因为反应物与生成物的浓度都不再变化，我们认为正向反应速率和逆向反应速率已经相等，这种状态称之为“平衡状态”，也就是化学反应所能达到的限度。问题2构成化学平衡体系有何要求？提示：

(1)反应物和所有产物均处于同一反应体系中。(2)反应条件(温度、压强等)保持不变。问题3达到平衡状态的标志是什么？提示：(1)绝对标志①v正＝v逆≠0。a.同一种物质的生成速率等于其消耗速率。b.在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。c.在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。②各组分的浓度保持一定。a.各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变。b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。c.各反应物的转化率不变。(2)相对标志①反应体系中总压强不随时间变化(适用于气体反应中前后体积不等的反应)。②混合气体的密度不随时间变化(适用于反应前后气体体积不等且无固、液体参与或生成的反应)。③混合气体的平均相对分子质量不再变化(适用于反应前后气体体积不等且无固、液态物质参与或生成的反应)。二、等效平衡问题外界条件相同时，可逆反应不论从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正反应和逆反应同时开始，途径虽然不同，只要起始浓度相当，所建立的平衡是等效平衡，可以达到相同的平衡状态。例如：在425℃时，在1L密闭容器中进行反应：H2+I22HI，达到平衡。不论从正反应开始，还是从逆反应开始，可以达到相同的平衡状态。浓度/mol·L-1时间/s0.001.002.001.580.21浓度/mol·L-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1时间/sHIH2或I2从正反应开始从逆反应开始1moH2＋1molI22molHI相当于等效平衡恒温恒容条件下等效平衡的条件：对于mA(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)若m+n=p+q

，经换算成相当的反应物后，它们的物质的量或体积比一致时，则平衡状态相同。若m+n≠p+q经换算成相当的反应物后，若有相同的物料关系则平衡状态相同。⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1时⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化时⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化时⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化时⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化时【解析】观察反应的特征：反应物及生成物均是气态，反应前后气体体积不变。此题任何反应阶段，容器内压强不变，气体的总质量不变，总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不变，故⑦⑧⑩不能说明该反应已达平衡，即不能体现各组分含量保持不变这一判据，而⑥⑨能说明达到平衡；③⑤不一定平衡，因平衡时是各浓度不变，并非某个特定数值。【答案】②⑥⑨

是否平衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡平衡平衡不一定小结是否平衡正、逆反应速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了m

molA在单位时间内消耗了n

molB的同时消耗了p

molC在单位时间内生成了n

molB的同时消耗了q

molD（均指v逆）v(A)׃v(B)׃v(C)׃v(D)=m

׃

n

׃

p

׃

q

v正不一定等于v逆mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)不一定不一定平衡平衡是否平衡压强当m+n≠p+q

时，总压力一定（其它条件一定）当m+n=p+q

时，总压力一定（其它条件一定）混合气体的平均M当m+n≠p+q

时，M一定当m+n=p+q

时，M一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)不一定不一定平衡平衡注意化学反应的特点密度ρC(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)不一定不一定平衡随堂练习AC①②③④⑤

3.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量BC4.在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭的容器里，发生如下反应：2SO2+O22SO3

当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:(1)若a=0，

b=0，则c=

。2(2)若a=0.5，则b=