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第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
1．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。
2．知道化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态。
教学目标
课前引入
写出SO2 转化为SO3、工业合成氨、形成氯水的三个化学方程式。
观察上述方程式，有何共同的特点？
知识精讲
一、可逆反应
1．定义：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。
2．表示：书写可逆反应的方程式不用“===”，而用“ ”连接。
3．特点：
双向性
可逆反应分为正反应方向和逆反应方向
双同性
正、逆反应在同一条件下同时进行
共存性
反应物与生成物共存，反应物的转化率小于100%
4、常见的可逆反应
下列属于可逆反应的是___________。
A．氯化钠溶解与结晶析出 B．氯气溶于水
C．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2O D．反应物和生成物相反的反应
E．SO2被氧气氧化成SO3 F．H2和I2在高温下边化合边分解
G．品红溶液通入SO2褪色，加热后又恢复红色
H．Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
I．SO2 + Br2 + 2H2O === H2SO4 + 2HBr与2HBr + H2SO4(浓) === Br2 + SO2↑+ 2H2O
BEF
及时小练
知识精讲
可逆反应无法进行到底，那如果给予充足的时间，让 1 mol N2 和 3 mol H2 充分反应，其反应历程是怎样的？
二、化学平衡的建立过程
在反应 中，将1 mol N2和3 molH2 通入1L密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。
最大
最大
0
0
逐渐减小
逐渐减小
逐渐增大
逐渐增大
1、反应刚开始时：
反应物浓度————，正反应速率———— ，
生成物浓度为———，逆反应速率为——。
2、反应过程中：
反应物浓度——————，正反应速率————— ，
生成物浓度——————，逆反应速率————
3、一定时间后，必然出现
V正＝V逆
4、某时刻后，v正＝ v逆 ,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化
时间
速率
V逆
V正
=
V正
V逆
化学平衡状态
三、化学平衡状态
1、化学平衡的定义：
在一定条件下的可逆反应中，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
强调三点
对象：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的状态
各组分浓度/物质的量/百分含量________
v正 ____ v逆 ____ 0，是一个动态平衡
化学平衡状态的研究对象是_______反应
知识精讲
可逆
＝ ≠
保持不变
2．化学平衡的基本特征
逆
等
动
变
定
外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡
知识精讲
（1）平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变（ ）
（2）化学平衡状态时，所有物质的速率都相等（ ）
（3）化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零（ ）
（4）化学平衡状态时，反应物与生成物的浓度/含量保持不变（ ）
（5）化学平衡状态时，各物质的浓度之比等于化学计量数之比（ ）
（6）当一个可逆反应达到平衡状态时，体系中只存在生成物（ ）
（7）化学反应的限度不可以通过改变条件而改变（ ）
（8）一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度（ ）
明辨是非
×
×
×
√
×
×
×
√
知识精讲
怎么判断一个反应是否达到化学平衡状态呢？
从这两个角度入手
知识精讲
在反应速率、平衡状态的判定、以及后面所要学衡常数的计算里，务必看清物质的集聚状态——固态（s）。
1、反应mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡的标志为：
①、A的消耗速率与A的生成速率
②、A的消耗速率与C的 速率之比等于
③、B的生成速率与C的 速率之比等于
④、A的生成速率与B的 速率之比等于
相等
消耗
生成
n:p
消耗
m:n
m:p
2、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
3、一定条件下，反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是（ ）
A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成
AC
在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
知识精讲
mB、nB、CB、质量分数wB、转化率ɑB、绝热容器内的温度等不再变化时，可以证明反应达到了平衡状态。
其中的B指的是反应体系中的某一种物质，不是整体量。
某种气体的体积分数（即物质的量分数/百分含量）φB不再变化时，要具体分析：绝大多数情况下，体积分数φB不变，可以作为判断平衡的依据。个别情况例外，请大家试着分析此反应中B、C的体积分数变化
第一类
第二类
A(s)=B(g)+C(g)
知识精讲
第三类
气体的总物质的量n、体积V、压强P，要具体分析：
这些都不是某一种物质的数据，而是所有气体的整体量。
A(g)+B(g) 2C(g)
A(g)+B(g) C(g)
气体的总物质的量
恒温恒容时的压强P
恒温恒压时的体积V
不变
不变
不变
减少
减少
减少
对于这三个量，若反应前后气体系数不相等，则可以作为判断依据
知识精讲
第四类
恒温恒容时，气体的密度ρ不再变化时，要具体分析：
m总
ρ =
V
不会变
找固体，若方程式中有固体，则气体总质量会变化。
对于反应：A(s)+B(g)=C(g)
mA + mB = mC
质量减少
质量增加
恒容时，凡是有固体参与的反应，其气体密度都会变。
不变
（质量守恒）
课前引入
第五类
混合气体的平均摩尔质量Mr，不再变化时，要具体分析：
m总
Mr=
n总
看气体系数
找固体
分子、分母只要有一个是变量，
M 即可作为判断平衡的依据。
A(g)+B(g) 2C(g)
A(g)+B(g) C(g)
A(s)+B(g) C(g)
m总
n总
M
不变
不变
不变
不变
变
变
变
不变
变
在体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)
（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（　　）
（3）用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态（　　）
（4）单位时间内消耗2n mol NO2的同时，生成2n mol NO2（　　）
（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（　　）
（6）NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等（　　）
知识精讲
判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？
√
×
×
√
×
√
知识精讲
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
判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？
√
×
×
×
√
×
×
×
√
×
×
√
√
√
知识精讲
恒容绝热容器中 H2(g) + I2(s) 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
如果方程中 I2（g）变成I2（s），上述的各种描述，能否说明该反应已达平衡？
√
√
√
√
√
×
√
对点训练
【例1】下列反应属于可逆反应的是(　　)
A．Na溶于水的反应
B．NH3溶于水的反应
C．可充电电池的反应，如H2O＋Zn＋Ag2O Zn(OH)2＋2Ag
D．电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水
B
题型一：可逆反应判断与特点
对点训练
【例2】在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A．t1时刻，反应逆向进行
B．t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
C．t3时刻，达到反应进行的限度
D．t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止
B
题型二：化学平衡状态的特征
【例3】在一定温度下，可逆反应2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体平均相对分子质量保持不变
A．①⑤⑥ B．①③⑤ C．②④⑤ D．以上全部
对点训练
A
题型三：化学平衡状态的判断
对点训练
【变4-4】在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列条件不再改变时，表明反应 已达到平衡状态的是
(1)单位时间内生成amolA和2amolB
(2)混合气体的平均摩尔质量不再变化
(3)A的浓度不再变化 (4)混合气体的密度不再变化
(5)容器内气体的压强不变 (6)混合气体质量
A．1个 B．2 C．3个 D．4个
C
题型三：化学平衡状态的判断
对点训练
【变5-2】一定温度下，在2L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
(1)反应的化学方程式为___。
(2)反应达到最大限度的时间是___min，该时间内的平均反应速率v(N)=__，v(M)=__。
(3)判断该反应达到平衡状态的依据是__。
①该条件下，正逆反应速率都为零 ②该条件下，混合气体的密度不再发生变化
③该条件下，混合气体的压强不再发生变化 ④该条件下，单位时间内消耗2molN的同时，生成1molM
(4)能加快反应速率的措施是___。
①升高温度②容器体积不变，充入惰性气体Ar③容器压强不变，充入惰性气体Ar④使用催化剂
题型四：化学反应速率与化学平衡
2N M 6 0.5mol/(L·min) 0.25mol/(L·min) ②③ ①④

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