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第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第一课时 化学平衡状态
学习目标
1.通过工业合成氨反应的分析，认识化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特征。(证据推理与模型认知)
2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态的标志。(变化观念与平衡思想)
3.能建立“逆、等、动、定、变”的认知模型，并利用模型解决化学平衡的实际问题。(证据推理与模型认知)
新课导入
下列化学反应能否进行到底？
（1）硫的燃烧
（2）酸碱中和反应
（4）二氧化硫的催化氧化
（5）工业合成氨
能
能
不能
不能
思考与讨论
在一定条件下，2mol N2与3mol H2反应能否得到2mol NH3？说明理由。
不能，因为是可逆反应。
什么是可逆反应？可逆反应有哪些特点？
N2 +3 H2
2NH3
高温 高压
催化剂
课内探究
一、可逆反应
1.概念：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，叫做可逆反应。
2.表示方法：用“ ”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。
课内探究
3.可逆反应的特征：
双向性
双同性
共存性
指可逆反应分为方向相反的
两个反应：正反应和逆反应。
指正、逆反应是在相同条件下，同时进行。
指反应物的转化率小于100%，
反应物与生成物共存。
思考与讨论
如图所示，随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
时间
浓度
H2
N2
NH3
时间
浓度
H2
N2
NH3
(a)N2与H2反应
(b)NH3分解反应
思考与讨论
(a)中随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，N2与H2的浓度逐渐减小，从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。
(b)中随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度逐渐增大，NH3的浓度逐渐减小，从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。
课内探究
二、化学平衡状态
1. 化学平衡状态的建立
什么是化学平衡状态？化学平衡状态有哪些特征？
v
O
t
v正
v逆
化学平衡
v正=v逆
从正反应开始建立
v
O
t
v正
v逆
化学平衡
v逆=v正
从逆反应开始建立
课内探究
强调三点
前提条件：可逆反应
实质：正反应速率=逆反应速率
标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
2.化学平衡状态的概念：
①实质：在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，
②表象：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
课内探究
3. 化学平衡状态的特征
逆
等
动
定
变
研究对象为可逆反应
正、逆化学反应速率相等，即v(正)= v(逆)
化学平衡是动态平衡，即v(正)= v(逆) ≠0
平衡混合物中，各组分的百分含量保持不变
外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变
思考与讨论
如何理解可逆反应达到平衡时正反应速率与逆反应速率相等？
①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率；
②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
简记：相反成比例
思考与讨论
若反应体系的总压强不变，该可逆反应一定达平衡了吗？
不一定，对反应前后气体分子数目相等的反应，不能作判据。
若反应体系的气体密度不变，该可逆反应达平衡了吗？
不一定，若可逆反应前后都是气体，且反应体系容积不变，密度始终不变，不能作为判据。
重难点突破
1.化学平衡状态的判断
（1）直接判断依据
“等”
“定”
同一物质：v正(X)=v逆(X)
不同物质：v正(X) 等于X、Y的化学计量数之比
v逆(Y)
各组分的浓度不变
各组分的各组分的质量(物质的量)分数不变
各组分的气体体积分数不变
反应物的转化率不变
（2） 间接判断依据
[以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例]
①“总”
总体积、总压强、总物质的量不变
m＋n≠p＋q时，平衡
m＋n＝p＋q时，不一定平衡
②“M”
混合气体的平均摩尔质量不变
m＋n≠p＋q时，平衡
m＋n＝p＋q时，不一定平衡
③“ρ”
混合气体的密度不变
m＋n ≠ p＋q时，平衡
m＋n＝p＋q时，不一定平衡
利用M＝m/n分析
利用ρ＝m/V分析
重难点突破
（3）特殊判断依据
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡。
②对于隔热反应，体系温度保持不变，说明已达到平衡状态。
如：在一定的温度下的定容密闭容器中，可逆反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，当混合气体颜色不变时达到平衡状态。
重难点突破
重难点突破
2.极值法确定反应各物质的浓度范围
在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，反应达到平衡。可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
重难点突破
起始浓度/(mol·L－1)　 0.1　　 0.3　　　0.2
转化浓度/(mol·L－1) 　 0.1　　 0.1　　　0.2
平衡浓度/(mol·L－1) 　 0　　 0.2　　　0.4
起始浓度/(mol·L－1)　 0.1　　0.3　　　0.2
改变浓度/(mol·L－1) 　 0.1　　0.1　　　0.2
终态浓度/(mol·L－1) 　 0.2　　0.4　　　 0
分析：假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
平衡体系中各物质的浓度范围为0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1；
0.2 mol·L－1＜c(Y2)＜0.4 mol·L－1；0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。
重难点突破
温馨提示
对于压强、密度、平均相对分子质量的判断要视条件或反应特点而定，总之抓住“变量不变”即可。如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量，在某时间段内不变，就可以说明反应达到平衡状态；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断平衡状态的依据。
课堂小结
化学平衡状态
研究对象：可逆反应
化学平衡状态的 建立：v(正)=v(逆)，各物质浓度不再变化
化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变
化学平衡状态的判断
平衡观
谢 谢

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