第二節化學反應的方向與限度課時2

化學平衡狀態

第二章

化學反應速率與化學平衡授課人：學習目標1．通過從可逆反應化學平衡狀態的建立過程，認識化學平衡是一種動態平衡，培養變化觀念與平衡思想的化學核心素養。2．通過熟知化學平衡狀態的特征，建立化學平衡狀態判斷方法的思維模型，培養證據推理與模型認知的化學核心素養。課程導入圖片是什么主題？平衡物理上——平衡狀態生物上——生態平衡哲學上——中庸之道化學上——化學平衡研究表明，可逆反應廣泛存在一、可逆反應及其特征可逆反應在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。書寫可逆反應的化學方程式時，不用“=”，用“?”。從右向左進行的反應從左向右進行的反應一、可逆反應及其特征正反應：N2+3H2

2NH3逆反應：2NH3

N2

+3H2

一、可逆反應及其特征①雙向性：反應物生成物②雙同性：正、逆反應是在

下同時進行的。③共存性：反應物和生成物

存在，

即：反應物不能完全轉化為生成物。同一條件同時正向反應逆向反應特征：④反應達到限度時，反應仍在進行，沒有停止。典例解析例1已知反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ?mol－1，下列說法正確的是(

)A.向密閉容器中充入1molN2和3molH2，充分反應后，放出92.4kJ的熱量B.向密閉容器中充入一定量N2和H2，放出92.4kJ的熱量時，生成了2molNH3 C.向密閉容器中充入1molN2和足量H2，充分反應后，放出92.4kJ的熱量D.向密閉容器中充入2molNH3，充分反應后，吸收了92.4kJ的熱量

B二、化學平衡狀態

濃度速率變化v正、v逆關系開始

反應物濃度

v正

v正

v逆

生成物濃度

v逆

變化

反應物濃度

v正

v正

v逆

生成物濃度

v逆

平衡

反應物濃度

v正

v正

v逆

生成物濃度

v逆

在一定條件下向反應容器中加入N2和H2，發生反應N2＋3H22NH3最大最大為0為0＞減小增大不變不變減小增大不變不變＞＝二、化學平衡狀態化學平衡狀態各物質的濃度保持不變化學平衡狀態是在一定條件下可逆反應進行的最大限度。二、化學平衡狀態化學平衡狀態定義：如果外界條件(溫度、濃度、壓強等)不發生改變，當

反應進行到一定程度時，

與

相等，反應物的濃度與生成物的濃度都

，達到一種表面靜止的狀態，稱為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。正反應速率逆反應速率不再改變標志反應混合物中各組分的濃度保持不變實質v正(B)=v逆(B)≠0適用可逆反應可逆二、化學平衡狀態特征化學平衡狀態的研究對象是可逆反應逆平衡時V正=V逆0等平衡時，反應仍在不斷進行，是一種動態平衡動平衡時，反應混合物各組分的百分含量保持不變定外界條件改變時，平衡可能被破壞，并在新的條件下建立新的化學平衡，即發生平衡的移動變二、化學平衡狀態(1)只有可逆反應才存在平衡狀態(

)(2)化學平衡狀態是一定條件下可逆反應進行到最大限度的結果(

)(3)化學反應達到化學平衡狀態時，正逆反應的速率都為0(

)(4)化學反應達到化學平衡狀態時反應物和生成物的濃度相等(

)(5)化學反應達到化學平衡狀態時，反應混合物中各組分的濃度一定與化學方程式中對應物質的化學計量數成比例(

)×√√××判斷正誤二、化學平衡狀態1．直接標志——“正逆相等”（以合成氨為例）(1)v正＝v逆①同一種物質的生成速率等于消耗速率；②在化學方程式同一邊的不同物質的生成速率與消耗速率之比等于化學計量數之比；③在化學方程式兩邊的不同物質的生成(或消耗)速率之比等于化學計量數之比。化學平衡狀態的判斷依據v正(N2)=v逆(N2)v正(N2)：v逆(H2)=1：3v正(N2)：v逆(NH3)=1：2二、化學平衡狀態(2)各組分的濃度保持一定①各組分的濃度不隨時間的改變而改變；②各組分的質量分數、物質的量分數、體積分數不隨時間的改變而改變。C(N2)不變體系中N2的質量分數、物質的量分數、體積分數不變二、化學平衡狀態152．間接標志——“變量不變”(1)反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化(適用于反應前后氣體體積不等的反應)。(2)對于反應混合物中存在有顏色變化的物質的可逆反應，若體系中顏色不再改變，則反應達到平衡狀態。合成氨的反應體系壓強不變Cl2＋H2O

?

HCl＋HClO氯水顏色不變二、化學平衡狀態(3)全是氣體參加的且反應前后化學計量數改變的可逆反應，平均相對分子質量保持不變。(4)對同一物質而言，斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。(5)對有熱量變化的反應而言，熱量變化是變量。1molH-H鍵的同時有1molH-H鍵形成合成氨正向是放熱反應，在絕熱容器中，若溫度不再變化，則達到了平衡狀態17二、化學平衡狀態公式ρ＝V/m在討論混合氣體密度時的應用。判斷某反應是否達到平衡的“三看”“三注意”三看三注意反應是否為可逆反應物質的狀態氣體的化學計量數不同物質的平衡濃度之間無必然關系公式M＝n/m在討論混合氣體的平均相對分子質量時的應用18二、化學平衡狀態以反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例v正＝v逆同一物質生成速率等于消耗速率不同物質化學反應速率之比等于化學計量數之比，且表示不同方向(即“一正一逆”)可變量達不變各物質的物理量各組成成分的質量、物質的量、分子數、物質的量濃度保持不變各物質的含量各組成成分的質量分數、物質的量分數、氣體的體積分數保持不變19二、化學平衡狀態以反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例可變量達不變氣體的總物質的量m＋n≠p＋q時，氣體的總物質的量一定恒容條件下的壓強m＋n≠p＋q時，總壓強一定恒壓條件下氣體的密度m＋n≠p＋q時，ρ＝一定混合氣體的平均相對分子質量當m＋n≠p＋q時，Mr＝一定有顏色變化的反應氣體的顏色不再變化典例解析A二、化學平衡狀態利用極端假設法確定各物質的濃度范圍可利用極端假設法判斷可逆反應中各物質的濃度范圍，假設反應正向或逆向進行到底，求出各物質濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。二、化學平衡狀態利用極端假設法確定各物質的濃度范圍平衡體系中各物質的濃度范圍為：0＜c(X2)＜0.2mol/L0.2mol/L＜c(Y2)＜0.4mol/L0＜c(Z)＜0.4mol/L典例解析例3在一密閉容器中進行反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.6mol?L－1、0.3mol?L－1、0.6mol?L－1，當反應至正、逆反應速率相等時，可能存在的狀態是(

)A.SO2為1.2mol?L－1、O2為0.6mol?L－1 B.SO2為0.75mol?L－1 C.SO2、SO3均為0.45mol?L－1 D.SO3為1.2mol?L－1

B課堂小結可逆反應及其特征化學平衡狀態不良反應定義及判斷特征定義及特征判斷相關計算隨堂練習1.一定條件下，0.3molX(g)與0.3molY(g)在容積固定的密閉容器中發生反應：X(g)＋3Y(g)

2Z(g)

ΔH＝－a

kJ?mol－1(a＞0)，下列說法正確的是(

) A.反應一段時間后，X與Y的物質的量之比仍為1：1 B.達到平衡時，反應放出的熱量小于0.1akJ C.混合氣體密度保持不變，說明反應已達到平衡

D.達到平衡后，若向平衡體系中充入稀有氣體，Z的正反應速率將增大

B隨堂練習2.1133K時，向某恒容密閉容器中充入等物質的量的CO(g)和H2(g)，發生反應：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)，容