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第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
第二章 化学反应速率与化学平衡 　
人教版化学 选择性必修一
任务一 可逆反应
问题：什么是可逆反应？可逆反应有什么特征？
在同一条件下，能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
2NH3
N2 + 3H2
催化剂
高温、高压
正反应
逆反应
双向性
双同性
共存性
正反应和逆反应两个方向
同一条件，同时进行
反应物和产物共存，任一组分的转化率都小于100%。
问题：什么是化学平衡状态，为什么有些化学反应存在平衡状态？
可逆反应同时双向进行，彼此制衡，均不会进行到底，由此产生平衡。化学平衡状态是在给定条件下能达到的最大程度。
课堂练习
向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物质的量______0 mol，转化率______100%，反应放出的热量______ Q kJ。
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在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g) 2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是（ ）
①X2为0.2 mol·L－1　②Y2为0.1 mol·L－1③Z2为0.3 mol·L－1 ④Y2为0.6 mol·L－1
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
B
利用极端假设的解题思想
任务二 化学平衡状态的建立
时间/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。根据数据分析，随着反应进行，各物质浓度、正反应速率、逆反应速率如何变化？
2NH3
N2 + 3H2
催化剂
高温、高压
反应速率
时间
正反应
逆反应
化学平衡
当正、逆反应速率相等时，达到看似不变的“表面静止”状态，但实际反应并未停止，一直在进行中
任务二 化学平衡状态的建立
可逆反应中：当正反应速率和逆反应速率相等，反应中各组分的浓度保持不变，达到一种表面静止的状态，则为“化学平衡状态”。
前提
实质
标志
可逆反应
ν (正) = ν (逆)
逆
等
动
≠0
动态平衡
定
各组分的浓度保持不变
变
条件改变，原平衡被破坏，平衡移动，
在新的条件下建立新的平衡
判断可逆反应是否达到平衡。
v(正)>v(逆)
v(正)
v(逆)
反应速率
时间(t)
反应处于平衡状态
t1
v(正)= v(逆)
课堂练习
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：
N2(g)＋3H2(g)　　　　　 2NH3(g)，
673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t 变化的关系如图所示。下列叙述中正确的是
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等
B.a点的正反应速率比b点的大
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
B
高温、高压
催化剂
任务三 化学平衡状态的判断
如何理解 v正 = v逆≠0？
核心：1.有正有逆的描述；2.转化为同一物质速率相等
一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是
（1）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有1mol N2生成
（2）单位时间内，有3mol H2消耗，同时有2mol NH3生成
（3）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有3mol H2消耗
（4）1mol N≡N 键断裂的同时有2mol N-H 键断裂
（5）2v正（N2）=v逆（NH3）
（6）v(H2)： v(N2) =3:1
(1) (5)
解题方法：一看有无正逆，二看是否等于系数之比
直接标志——“正逆相等”
任务三 化学平衡状态的判断
如何理解 “定”？
核心：一个量随反应一直变，突然不变
间接标志——“变量不变”
一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示，下列能表示反应达到化学平衡状态的是
（1）容器内氮气的物质的量不再改变
（2）c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
（3）容器内颜色不再改变
（4）固定容器恒容条件下，容器内气体压强不再改变
（5）固定容器恒容条件下，容器内气体密度不再改变
（6）恒容或恒压条件，容器内气体平均相对分子质量不再改变
(1) (4) (6)
解题方法：判断这个物理量是否为变量
任务三 化学平衡状态的判断
如何理解 “定”？
核心：一个量随反应一直变，突然不变
a.各物质的质量、物质的量、分子数目保持不变。
b.各物质的物质的量浓度、质量分数保持不变。
c.反应物的转化率、生成物的产率保持不变。
d.体系的颜色和温度不变
①一定是变量的物理量——单一物质
不是相等，
也不是成比例
各组分的浓度保持不变
总压强、气体密度、气体的总物质的量、气体平均分子质量、气体的体积分数需要具体情况具体分析
②不一定是变量的物理量——混合气体
间接标志——“变量不变”
课堂练习
在一定温度下的恒容容器中，当发生下列物理量不在发生变化时，能说明反应达到平衡状态的是？完成表格：
混合 气体 的 压强 混合 气体 的 密度 混合 气体 的 总物质的量 混合 气体的平均相对分子质量 混合 气体 的 颜色 各反应物生成物的浓度之比等于化学计量数之比 某种气体的百分含量
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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课堂练习
在一定温度下的恒压容器中，当发生下列物理量不在发生变化时，能说明反应达到平衡状态的是？完成表格：
混合 气体 的 压强 混合 气体 的 密度 混合 气体 的 总物质的量 混合 气体的平均相对分子质量 混合 气体 的 颜色 各反应物生成物的浓度之比等于化学计量数之比 某种气体的百分含量
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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