浅谈化学平衡状态的判断

浅谈化学平衡状态的确定

《化学平衡》是中学化学重要的一节，也是高考化学一大热点，其中化学平衡状态的判断也是考试中的一大难点。每年考察的知识点不变，只要掌握判断化学平衡状态的方法就不难。

在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。

那么如何判断这个可逆反应有没有达到化学平衡状态呢？下面谈谈三种方法：一、“等”：v正=v逆先看方向：正反应与逆反应

再看数值同种物质：速率相等

不同物质：速率之比=系数之比

化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，这是可逆反应达到化学平衡状态的标志。但先要注意方向：正反应与逆反应，如果都是正反应或者都是逆反应不能说明达到化学平衡状态。再要注意数值，对于同种物质，正逆反映速率数值相等即可说明达到化学平衡状态，但如果是不同物质要考虑速率之比应等于系数之比才能说明达到化学平衡状态。

例1、在一定条件下，可逆反应N2（g）+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡的标志是（）

A、NH3的生成速率与NH3的分解速率相等

B、单位时间内生成amolN2同时消耗3amolH2

C、单位时间内生成amolN2同时消耗amolH2

D、单位时间内生成1molN≡N断裂同时有3molH-H合成

解析：化学平衡的标志是v正=v逆⇒v(生成NH3)=v（分解NH3）⇒A对

生成amolN2与生成3amolH2都表示逆反应的，不论是否达到平衡，单位时

间内生成amolN2总是同时生成3amolH2⇒B错

生成amolN2表示逆反应，消耗amolH2表示正反应，但是N2、H2的化学计

量数之比为1:3⇒C错

1molN≡N断裂表示正反应，3molH-H合成表示逆反应，而且N2、H2的化学计量数之比为1:3⇒v正（N2）=3v逆（H2）⇒D对

二、“定”：各组分的浓度（c）保持不变→各组分的质量（m）、物质的量（n)、气体体积(V)及各组分的质量分数（Wm）、物质的量分数(Wn)、气体体积分数（Wv）保持不变，说明达到化学平衡状态

例2、一定条件下，可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，下列说法能作为达到化学平衡状态的标志（ )

A、I2在混合气体中体积分数保持不变

B、H2、I2、HI的浓度相等

C、H2、I2、HI的浓度不再变化

D、C(H2):C(I2):C(HI)=1:1:2

解析：达到化学平衡时，反应混合物中各组分的浓度是保持不变，而不是相等⇒A、C对，B错

达到化学平衡时，C(H2):C(I2):C(HI)不一定等于1:1:2，这只是它们的化学

计量数之比与是否达到平衡状态无关⇒D错

三、特例判断法

（1）气体的总质量(m)、总物质的量（n）、总体积（V）、总压强（P）、混合气体的密度（ρ）混合气体的平均相对分子质量（Mr）保持不变，则不一定达到化学平衡状态

例如：aA（g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

①当a+b≠c+d时，气体总的n、V、P、混合气体的平均相对分子质量Mr（Mr=m总

/n总)保持不变，说明达到平衡状态

②当a+b=c+d时，气体总的n、V、P、混合气体的平均相对分子质量Mr（Mr=m总

/n总)保持不变，则不一定达到平衡状态

例3、一定条件下，可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，下列说法能作为达到化学平衡状态的标志（ )

A、混合气体的总质量保持不变

B、混合气体的总物质的量保持不变

C、混合气体的平均相对分子质量保持不变

D、H2、I2、HI的质量分数保持不变

解析：根据质量守恒，反应前后都是气体，故任何时刻混合气体总质量都保持不变⇒A错

反应前后气体物质系数之和为2，反应后气体系数之和也为2⇒任何时刻，

混合气体的总物质的量都保持不变⇒B错

由A、B，Mr=m总/n总⇒任何时刻混合气体的平均相对分子质量（Mr)都保持不变⇒C错故选D

③混合气体密度ρ=m 总/V 总保持不变，能否用来判断达到平衡状态，取决于m 总、V 总依情况而定

例4、一定T 、V 下，可逆反应2SO 2(g)+O 2(g)

2SO 3(g)，由于混合气体密度ρ=m 总/V 总，在任何时刻m 总、V 总都保持不变，故ρ也不变⇒ρ不变不能说明达到平衡状态

（2）体系温度、颜色保持不变，说明达到化学平衡状态

任何一个化学反应都伴随着能量的变化，一个方向是放热反应，另一个方向就是吸热方向，体系温度保持不变，说明向吸热方向进行的速率和向放热方向进行的速率相等即达到化学平衡状态。

对于反应体系内有颜色的物质参与反应或生成，当体系颜色保持不变时说明该物质的百分含量保持不变即达到化学平衡状态

以反应aA （g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)为例，列表总结： 能否说明达到化学平衡状态主要看这种状态是任何时刻都具有的还是只有化学平衡状态才具有的，只有化学平衡状态才具有的特征才能用来作为达到化学平衡状态的标志

“等”：

v 正=v 逆 ①在单位时间内消耗了amolA 同时也生成了amolA ，即 v 正=v 逆 ②在单位时间内消耗了bmolB 同时也消耗了cmolC ，即 v 正=v 逆 ③在单位时间内生成了bmolB 同时也消耗了dmolD ④v （A ）:v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d ， v 正不一定等于v 逆（不论是

否平衡，该式都成立）

平衡 平衡 不一定平衡 不一定平衡 “定”：

混合体系中各组

分含量保持不变

①各物质的c 、n 、m,Wn 、Wm 一定 ②各气体的体积（V ）、体积分数（Wv ）一定 平衡 平衡

特殊判断 ①当a+b ≠c+d 时，气体总的n 、V 、P 、Mr 保持不变 ②当a+b =c+d 时，气体总的n 、V 、P 、Mr 保持不变 ③混合气体的密度（ρ=m 总/V 总）保持不变

④体系温度一定时（其他不变）

⑤体系内有色物质的颜色保持不变

平衡 不一定平衡 不一定平衡 平衡 平衡