资源简介

(共24张PPT)
2.2.1 化学平衡状态
核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：
宏观层面：通过观察可逆反应中物质浓度、颜色、压强等宏观性质的不变，识别化学平衡状态的宏观特征，建立 “宏观性质恒定→平衡建立” 的认知关联。
微观层面：从分子层面理解化学平衡是正逆反应速率相等的动态平衡，形成 “微观速率相等→宏观性质不变” 的分析路径，突破 “静止平衡” 的认知误区。
2.变化观念与平衡思想：
动态平衡观念：认识可逆反应在一定条件下能自发达到平衡状态，理解平衡是 “变化中的稳定”，当条件改变时平衡会发生移动，建立 “动态平衡→条件影响→平衡移动” 的思维框架。
平衡守恒思想：通过分析平衡时各物质浓度的定量关系，体会化学平衡中 “变量守恒” 的本质，培养 “宏观 - 微观 - 符号” 三重表征的平衡思维。
3.科学态度与社会责任：
实验探究能力：通过设计实验验证平衡状态，培养观察记录、数据分析和逻辑推理的科学态度，体验 “实验验证→理论建构” 的科学方法。
学习重难点
学习重点
1.化学平衡状态的概念：理解可逆反应在一定条件下正逆反应速率相等、各物质浓度保持不变的状态，明确平衡的 “动、等、定、变” 特征。
2.平衡状态的判断依据：能从宏观和微观角度判断可逆反应是否达到平衡。
学习难点
1.动态平衡的微观理解：突破 “平衡时反应停止” 的错误认知，从分子有效碰撞理论解释 v 正 = v 逆的本质。
2.平衡状态的等效判断：能区分 “本质标志”和 “间接标志”，避免将 “密度不变” 等与平衡无关的量作为判断依据。
课前导入
大家都看过《龙珠》里超燃的对波场面吧？当孙悟空和敌人的能量波碰撞在一起，僵持不下时，表面上能量交汇点一动不动，可实际上双方都在疯狂输出能量，暗自较劲！这种 “表面静止，实则暗流涌动” 的状态，和我们今天要学的化学平衡状态简直如出一辙！化学里的可逆反应，就像两位高手对波 —— 正反应和逆反应不断对抗，当它们 “出招” 的速度相等时，反应体系看似停止变化，实则微观层面依然激烈进行。究竟什么是化学平衡？它又有哪些神奇的特性？
可逆反应
PART 01
1.可逆反应
（1）定义：在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
（2）表示：书写可逆反应的方程式不用“ —— ”，而用“ ”连接。
——
特点
双同性
共存性
双向性
反应物 生成物
正反应方向
逆反应方向
在相同条件下，正、逆反应同时进行
反应物和生成物共同存在，反应物转化率<100%
1.可逆反应
很多化学反应是可逆的。例如，在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：
你还知道哪些可逆反应？
二氧化硫的催化氧化：
二氧化碳与水的反应：
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
CO2+H2O H2CO3
化学平衡状态
PART 02
1.化学平衡状态的建立
以一定条件下恒容密闭容器中的合成氨反应为例，分析化学平衡状态的建立过程。
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
从正反应方向开始
时间
浓度
0
NH3
H2
N2
如图所示，N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而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。
1.化学平衡状态的建立
以一定条件下恒容密闭容器中的合成氨反应为例，分析化学平衡状态的建立过程。
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
从逆反应方向开始
时间
浓度
0
NH3
H2
N2
如图所示，NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度逐渐增大，而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。
1.化学平衡状态的建立
以一定条件下恒容密闭容器中的合成氨反应为例，分析化学平衡状态的建立过程。
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
从正反应方向开始
v(正)
v(正)=v(逆)
时间
速率
v(逆)
0
v(逆)
v(正)=v(逆)
时间
速率
v(正)
0
从逆反应方向开始
总结：化学平衡的建立可以从正反应方向开始，也可以从逆反应方向开始。
2.化学平衡状态的概念
定义：在一定条件下的可逆反应体系中，当正反应和逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随着时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态。
v(逆)
v(正)=v(逆)
时间
速率
v(正)
0
时间
浓度
0
N2
H2
标志
本质
NH3
3.化学平衡状态的特征
逆：可逆反应（或可逆过程）；
等： v正 = v逆 (不等于零)；
动：正逆反应均未停止，只是速率相等,是动态平衡；
定：平衡时，各组分的浓度或含量保持不变；
变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡，平衡 发生移动。
如何判断一个化学反应是否已达到平衡状态呢？
前提
实质
外观特征
4.化学平衡状态的判断
速率相等，变量不变
（1）看速率（看正逆，除系数）
① 同一物质：V正=V逆≠0（断键=成键）
② 不同物质：速率之比=系数之比（一正一逆）
V正表述：反应物消耗速率、生成物生成速率、反应物断键、生成物成键
V逆表述：反应物生成速率、生成物消耗速率、反应物成键、生成物断键
4.化学平衡状态的判断
（2）看变量（变量不变则平衡）
① 对同一组分，c、n、w(质量分数)、X％(物质的量分数)等，保持不变则平衡。
特例：NH4Cl(S)=NH3(g)+HCl(g) w、X％一定时，不能判定平衡
② 温度保持不变则达到平衡（绝热体系）
常见有色气体：红棕色：Br2 (g) NO2(g)、黄绿色：Cl2(g)、紫色：I2(g)
③ 对于有色物质参与反应，颜色不变则达到平衡
4.化学平衡状态的判断
④ 压强不变则平衡（恒温恒容）
压强不变
若m+n≠p+q
一 定
若m+n=p+q
不一定
平均摩尔质量不变
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
一 定
不一定
密度不变
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
不一定
不一定
以恒温恒容条件下mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
PV=nRT
M＝
m总
n总
ρ＝
m
V
4.化学平衡状态的判断
⑤ 混合气体密度不变则平衡
看有无固体或液体
看条件（恒T恒P，恒T恒V）
均为气体
有非气体参与
恒温恒容
恒温恒压
Δn(g)=0
Δn(g)≠0
√
×
恒温恒容
恒温恒压
Δn(g)=0
Δn(g)≠0
√
√
极限法
×
4.化学平衡状态的判断
⑥ 混合气体 不变则平衡
均为气体
有非气体参与
Δn(g)=0
Δn(g)≠0
√
×
Δn(g)=0
Δn(g)≠0
极限法
√
4.化学平衡状态的判断
判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？
恒容绝热容器中 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H2(g) + I2(g) 2HI(g)
①气体的总物质的量不变
②气体的总质量不变
③气体的总压强不变
④气体的密度不变
⑤气体的平均相对分子质量不变
⑥混合气体的颜色不变
⑦体系的温度不变
√
×
×
×
√
×
×
×
√
×
×
√
√
√
随堂测试
1.在恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应
2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)说明已达到平衡状态的是（ ）
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③2υ正(NO)=υ逆(O2 )
④υ正(NO2 )=2υ逆(O2 )
⑤单位时间内断开n mol NO中的N—O键的同时生成2n mol O＝O键
⑥NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等
①④⑥
随堂测试
2.在一定温度，恒容的容器中发生反应A(s)+4B(g) 2C(g)+2D(g)，气体B有颜色，一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是_________________ (填序号)。
①v正(B)＝2v逆(D) ②各气体的物质的量分数不再改变
③混合气体的颜色不再改变 ④B、C和D的浓度之比为2∶1∶1
⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
① ② ③ ⑦ ⑧
随堂测试
3.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);
乙：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
现有下列状态：
①混合气体平均相对分子质量不再改变；②恒温时，气体压强不再改变 ；③各气体组成浓度相等；④体系中温度保持不变；⑤断裂氧氢键速率是断裂氢氢键速率的2倍；⑥混合气体密度不变；⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9:1；
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是（ )
A.①②⑤ B.③④⑥ C.⑥⑦ D.④⑤
D
随堂测试
4.一定条件下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是（ ）
A.单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB
B.单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2
C.单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2
D.单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2
BD
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