师：今天我们要学习化学选择性必修一第二章第二节化学平衡第一课时的内容。本课时学习目标，一是认识化学平衡状态，掌握其本质和特征；二是掌握化学平衡状态的判断方法。我们先来回忆可逆反应的定义和特征。可逆反应指在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时不用等号，要用可逆符号。比如二氧化硫和水反应生成亚硫酸，同时亚硫酸会分解为二氧化硫和水；二氧化氮转化为四氧化二氮，同时四氧化二氮也在转化为二氧化氮。
可逆反应有三个特征：一是双向性，正反应和逆反应同时发生；二是双同性，正反应和逆反应在同一条件下进行；三是共存性，因为反应具有双向性，所有反应物不可能全部转化为生成物，生成物也不可能全部转化为反应物，所以反应物和生成物同时存在。现在，请按下暂停键完成练习。
题目：因为二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫是可逆的，当含氧 - 18 的氧气参与反应生成含氧 - 18 的三氧化硫，同时含氧 - 18 的三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气，三氧化硫中的氧 - 18 可能在生成的二氧化硫中，也可能在氧气中，所以最终三种物质中都可能含有氧 - 18 。
在工业生产中，我们要考虑原料尽可能多地转化为产品，这就涉及到化学反应进行的限度问题，也就是化学平衡问题。我们先分析一下在一定条件下，容积不变的密闭容器中进行合成氨反应时，随着时间推移，各物质的浓度变化情况。
如果投入的原料是氮气和氢气，随着时间进行，氮气和氢气因反应逐渐减少，生成的氨气逐渐增多。由于此反应是可逆反应，生成的氨气又分解为氮气和氢气。当消耗氮气的速率和生成氮气的速率相等时，氮气的浓度不再变化，氢气和氨气的浓度也不再发生变化。
如果投入的原料是氨气，随着时间进行，氨气因分解逐渐减少，生成的氮气和氢气逐渐增多，生成的氮气和氢气同时化合为氨气。当消耗氨气的速率和生成氨气的速率相等时，氨气的浓度不再发生变化，氮气和氢气的浓度也不再发生变化。
这种可逆体系中各组分不随时间改变的状态，就是我们今天要学习的化学平衡状态。在可逆反应中，当正逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度保持不变，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，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。表现在速率 - 时间图中，当正逆速率相等时，各组分不随时间变化，反应达到化学平衡状态。
那么，化学平衡状态有何特征呢？一是逆，化学平衡研究的对象是可逆反应；二是等，正逆方向化学反应速率相等，即 (v_{正}=v_{逆})；三是动，化学平衡是动态平衡，(v_{正}=v_{逆}\neq0)；四是定，平衡混合物中各组分浓度保持一定；五是变，外界条件改变，化学平衡状态可能发生变化。现在，请按下暂停键完成练习。
题目：
合成氨反应中如果氮气过量，则可以使氢气完全消耗。（错误，因为合成氨是可逆反应，所有物质共存。）
可逆反应达到化学平衡状态时，反应停止。（错误，因为化学平衡是动态平衡，看似所有物质都不再变化，但正逆反应依然在进行，反应并没有停止。）
化学反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度相等。（错误。）
化学反应达到平衡状态时，反应物和生成物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应的物质的化学计量数成比例。（错误，因为平衡状态时各组分的浓度会保持不变，但各组分的浓度具体数值以及它们之间的比例，是由各组分起始时投入的量以及反应过程中变化的量决定的，不一定相等，也不一定等于各组分的化学计量数之比。）
虽然可逆反应存在限度，但可以改变原料的转化率。（正确，外界条件的改变可能促进或抑制化学平衡正向进行，从而改变原料的转化率。）
现在我们来完成下一个练习。一定条件下，向两升的恒容密闭容器中充入 1 摩尔的光气发生反应，光气分解为氯气和一氧化碳。反应过程中测得的有关数据如下图所示，下列说法不正确的是：
A. 6 秒之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间而变化。
B. 达到 6 秒时反应停止不再进行。
C. 8 秒时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化。
D. 生成氯气的平均反应速率，0 - 2 秒的速率大于 2 - 4 秒的速率。
解析：反应物气体的计量数为 1，生成物气体的计量数之和为 2，发生分解反应时气体的物质的量会增大。恒容条件下，气压就会增大，而 6 秒开始压强不再变化，说明 6 秒时反应已经达到平衡状态，故 A 选项正确；但 6 秒时反应并没有停止，只是正反应和逆反应的速率相等了，各物质的含量不再变化，故 B 选项错误；6 秒之后，所有物质的浓度都不再发生变化，C 选项正确；0 - 2 秒氯气物质的量增加了 0.3 摩尔，而 2 - 4 秒氯气物质的量增加了 0.09 摩尔，可见同样是 2 秒内，0 - 2 秒内反应的速率更快，故 D 选项正确。
一个可逆反应是否达到化学平衡状态，该如何判断呢？首先可以根据化学平衡状态的本质，(v_{正}=v_{逆})来判断。但由于正逆反应的速率大小可能由同种物质来表示，也可能由不同物质来表示。那么：
对于同一物质来说，该物质的生成速率等于它的消耗速率，则说明反应达到平衡状态。
对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，则说明反应达到平衡状态。现在，请按下暂停键完成练习。
题目：在一定条件下，可逆反应 (A\rightleftharpoons B + C)，在下列几种状态中，达到平衡状态的是：
每生成 2 摩尔 (A) 同时会生成 3 摩尔 (C)。（这一小题中，逆反应方向每生成 2 摩尔 (A) 时一定会消耗 3 摩尔 (C)，而题干中又有每生成 2 摩尔 (A) 同时会生成 3 摩尔 (C)，故对于 (C) 来说，生成速率等于消耗速率，说明反应达到平衡状态。）
正反应速率 (v_{A}=2) 摩尔 /（升·分），逆反应速率 (v_{B}=1) 摩尔 /（升·分）。（由于 (A) 的正反应速率与 (B) 的正反应速率之比一定等于 (2:1)，题干中又有 (A) 的正反应速率比 (B) 的逆反应速率等于 (2:1)，那么 (B) 的正反应速率和逆反应速率相等，达到平衡状态。所以如果给出不同物质的速率之比，等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，且是不同方向的速率，可以说明反应达到平衡。）