人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡教学ppt课件
展开工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。如果你准备开一家合成氨的工厂,从化学角度你应该考虑哪些问题来提高生产效益?
25℃时,合成氨反应的热化学方程式为:
N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g) △H= - 92.4kJ/ml在该温度时,取1ml N2和3ml H2放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的热量总小于92.4kJ。其原因是_______________________________________________________________________________________
该反应是可逆反应,1 ml N2和3 ml H2不能完全化合生成2 ml NH3,所以反应放出的热量总是小于92.4 kJ。
温故知新,探索新知识
可逆反应:在相同条件下,正反应方向和逆反应同时进行的化学反应。
反应物的转化率不能达到100%
【学习任务一】化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中,合成氨反应如下:
【思考1】请根据图示分析速率的变化,并画出v-t图像。
1、定义:在一定条件下的可逆反应体系中,当正、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”,这时的状态称之为化学平衡状态,简称化学平衡。
2、化学平衡状态的特征
(3)动:反应仍在不断地进行,动态平衡
(2)等:v(正)= v(逆) ≠0
(4)定:反应混合物各组分的浓度保持不变。
(1)逆:研究的是可逆反应
条件改变,平衡被破坏,发生移动。
【思考2】请根据c-t图和v-t图分析化学平衡状态的特征。
【思考3】你能从这几个特征中总结化学平衡状态的判断标志吗?
【学习任务二】化学平衡状态的判断
3、化学平衡状态的判断标志
(1)等:v(正)= v(逆)
(2)定:反应混合物各组分的浓度/百分含量(物质的量/质量/质量分数/物质的量分数/体积分数等)保持不变。
(1)单位时间内,有1ml N2消耗,同时有1ml N2生成
(2)单位时间内,有1ml N2消耗,同时有3ml H2消耗
【例1】一定条件下,可逆反应N2+3H2 2NH3,对该可逆反应,表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示,试判断下列反应历程中, v(正)和v(逆)是否相等,即反应是否达到平衡状态。
(3)v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2;
(4)3mlH—H断裂的同时有6mlN—H断裂;
(5)v正(N2)=2v逆(NH3)
1、速率标志 v正= v逆
[例2]一定条件下,下列方法能证明可逆反应N2+3H2 2NH3,一定达到平衡状态的是____________________。(1)温度和体积一定时,N2的浓度不再变化;(2)c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2;(3)NH3的物质的量不再变化; (4)N2的体积分数与NH3的相等;(5)温度和体积一定时,混合气体的总压强不再变化。(6)温度和压强一定时,混合气体的总体积不再变化。(7)混合气体的平均摩尔质量不再变化(8)温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化。
达到平衡时,各物质浓度比不一定等于化学计量数之比
(1)(3)(5)(6)(7)
2、“变量”不变(包括浓度标志)
【评价】 即课本P40第3题
1.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应: X(g) + 2Y(g) 3Z(g)。下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是( )。A.Z的生成速率与Z的分解速率相等B.单位时间内消耗a ml X,同时生成3a ml ZC.容器内的压强不再变化D.混合气体总的物质的量不再变化
【评价任务二】课本P51第2、3题
【思维拓展】将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是( )①2v(NH3)=v(CO2)②密闭容器中总压强不变③密闭容器中混合气体的密度不变④密闭容器中氨气的体积分数不变⑤密闭容器中c(NH3)不变A.②③⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.全部
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