专题化学平衡状态的判断

专题化学平衡状态的判
断
文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
专题——化学平衡状态的判断
一、考点分析 化学平衡是高考的热点，化学平衡状态的判断是化学平衡的考点之一，在历年的高考试题中屡有出现。

难度系数在～左右。

二、考查方向
1、主要以选择题的形式考查。

2、主要从浓度、速率、压强、密度、颜色、温度、平均摩尔质量等角度考查。

三、解题指导思想
1、细心审题，注意关键字词，留心陷阱。

2、运用公式并注意状态与系数。

四、判断方法(大部分资料都介绍以下方法) (一)、判断化学平衡状态的标志
1、什么是化学平衡状态 : 化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应里，正反应速率=逆反应速率，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态。

2、平衡状态的判断方法 : 直接判定: V 正=V 逆 >0
①同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。

②不同的物质分两种情况：
在方程式同一侧的不同物质，它们的生成速率与消耗速率之比（或消耗速率与生成速率之比，前后比较项必须相反）等于反应方程式中化学计量数之比；
方程式不同侧的物质，它们的生成速率与生成速率之比（或消耗速率与消耗速率之比，前后比较项必须相同）等于反应方程式中化学计量数之比。

③从微观化学键的断裂与生成判断。

如N 2（g ）+3H 2（g ）== 2NH 3（g ） 化学键 N ≡N 3H-H 6 N-H 同种物质，新键生成和旧键断裂数目相同
同侧不同物质，生成与断裂（或断裂与生成）数目； 不同侧物质，生成与生成（断裂与断裂）数目
例1、可逆反应N 2（g ）+3H 2（g ）== 2NH 3（g ）的正逆反应速率可用反应物或生成物的生成或消耗速度来表示下列各关系中能说明反应已达平衡状态的是（ ）
A. 3V （N 2消耗）=V （H 2消耗）
B. V （N 2生成）=V （N 2消耗）
C. 2V （H 2消耗）=3V （NH 3消耗）
D. 2V （N 2生成）=V （NH 3消耗）
例2、可逆反应2NO 2(g)= 2NO(g) + O 2(g)，在体积固定的密闭容器中,达
到平衡状态的( )
A 单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO 2
B 单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO
C 单位时间内生成n mol NO 2的同时消耗n mol NO 2
D 用NO 2、NO 、O 2表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态
例3、对可逆反应4NH 3(g) + 5O 2(g)==4NO(g) + 6H 2O(g)下列叙述正确的是( )
A 达到化学平衡时4v 正(O 2)=5v 逆(NO)
B 若单位时间内生成x mol NO 的同时消耗x mol NH 3则反应达到平衡状态
C 达到化学平衡时若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D 化学反应速率关系是2v 正(NH 3)=3v 正(H 2O)
例3、下列方法中可以说明N 2+3H 2 = 2NH 3已达到平衡的是（ ）
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
间接判定
①组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度保持不变。

②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。

③若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强恒温、恒容、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）保持不变。

④反应物的转化率、产物的产率保持不变。

⑤符合平衡常数K 值
总之: 能变的量保持不变说明已达平衡。

(二)、具体判断方法：
注意事项：在研究化学平衡时注意各物质的状态，和左右两边气体系数和是否相等。

在做题时注意用公式推出结论，再进行讨论。

在此要注意哪些是可变量，哪些是不变量。

（1）密度
ρ密度=质量/体积
例1、可逆反应2NO 2(g) =2NO(g) + O 2(g)，在体积固定的密闭容器
中，密度保持不变能否判断是平衡状态 （否）
原因：在反应中质量不变，体积不变，密度是个恒定量，不随时间的变化而变化。

例2、逆反应2NO 2(g) =2NO(g) + O 2(g)在压强固定的密闭容器中，密
度保持不变能否判断是平衡状态 （能）
原因：该反应左右两边气体系数不等，说明随着反应的进行体积是变化的，而气体总质量保持不变，所以密度是个变化量，现在不
变说明已经达到平衡。

例3、逆反应2HI(g)= H
2(g)+I
2
(g)中，恒定压强下密度保持不变能否判
断是平衡状态（否）
原因：该反应左右两边气体系数相等，在恒定压强下气体的总体积保持不变，反应物生成物都是气体，总质量保持不变，所以体积、质量都是不变量。

所以不能判断是否为平衡状态。

例4、可逆反应C（s）+H
2O（g）= CO（g）+H
2
（g），在恒定体积下发生
反应，某时刻发现密度保持不变能否判断达到平衡状态。

（能）
原因：该反应中有固体参加，所以气体质量是个可变量，而体积是个不变的量，所以密度不变能判断是已经达到平衡状态。

例5、一恒定压强下的密闭容器中加入1molC（s）和1mol H
2
O（g）发生如下反应：
C（s）+H
2O（g）= CO（g）+H
2
（g），某时刻密度保持不变能否判
断达到平衡状态。

（能）
原因：虽然该反应中，质量、体积都是变量而且随着反应的进行都在增大，此时可以考虑密度和相对分子质量成正比，反应开始时相对
分子质量为18g/mol，假设完全生成CO（g）和H
2
（g）时平均相
对分子质量为15g/mol。

所以随着反应的进行密度在减小，所以密
度就是变化量。

（2）物质的量（分子数）:在可逆反应中，任何物质的物质的量（分子
数）保持不变，都能判断已经达到平衡状态。

n（总）保持不变能否判
断是否为平衡状态，就要具体问题具体分析了:如左右两边气体系数和不
等的反应，n(总)不变就能判断已达平衡状态。

左右两边气体系数相等的反应，n(总)不变就不能判断已达平衡状态。

（3）体积（在恒压下讨论）
V(总)保持不变能否判断是否为平衡状态，就要具体问题具体分析了:
如左右两边气体系数和不等的反应，V(总)不变就能判断已达平衡状
态；
左右两边气体系数相等的反应，V(总)不变就不能判断已达平衡状态。

（4）体积分数 :任何物质的体积分数不变都能判断平衡状态。

（5）平均相对分子质量 :M=质量（m）/物质的量（n）
例1、恒温恒压下发生2HI(g)= H
2(g)+I
2
(g)，某时刻发现平均相对分子
质量保持不变能否判断达到平衡状态。

（否）
原因：质量不变、物质的量不变，所以平均相对分子质量也一直保持不变。

例2、在恒温恒压下发生A （s ）+3B （g ）= 2C （g ）+D （g ）反应，某时
刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。

（能）
原因： 质量变化，而物质的量不变，所以M 是变化的。

例3、在恒温恒容下发生N 2（g ）+3H 2（g ）= 2NH 3（g ）反应，某时刻发现
平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。

（能）
原因： 质量不变、物质的量变，所以平均相对分子质量是个可变量。

例4、恒温恒容下发生CO(g)+H 2(g) = CO 2(g) +H 2O(g)反应某时刻发现
平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。

(否)
原因： 质量不变、物质的量不变，所以平均相对分子质量是个不变量。

例5、恒温恒容下发生A （s ）=3C （g ）+2D(s)反应，某时刻发现平均相
对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。

（否）
原因：该反应中，虽然气体质量变化、物质的量也变，但是气体只有
一种它的平均相对分子质量是个恒定值。

(6)压强 P=nRT/V 该式子中R 、T 、V 都是恒定量
在恒温恒容条件下，左右两边气体系数相等，就不能用压强来判断；
左右两边气体系数不等就能用压强判断。

（7）质量 :任何物质的质量不变都能判断该反应已经达到平衡。

(8) 温度 :任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时肯定是平衡状态。

（9）颜色 :颜色的深浅代表着有色物质的浓度大小
例1、体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO 2(g) =2NO(g) +
O 2(g)，某时刻颜色不变能否判断是否为平衡状态 （能）
原因： 颜色深浅代表NO 2浓度大小，颜色不变就意味着NO 2浓度不
变。

可以判断平衡状态。

注意：颜色改变平衡并不一定发生移动。

比如2HI(g)= H 2(g)+I 2(g)
反应中，改变体积颜色肯定改变，但平衡不会发生移动，这种颜色改变是由体积变化导致的。

（10）转化率 :任何物质的转化率不再改变都能判断已达平衡状态。

此法缺点是记忆量大，难于记忆。

化学平衡状态的判断. 定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

1、精髓：变到不变(√)；不变到不变(×)
[练习]恒容下，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A
2(g)2AB(g) ，已达到平衡状态的是 （ ）
A 、混合气体的质量
B 、混合气体的物质的量
C 、混合气体的压强
D 、各物质的浓度 2、具体判断
A 、浓度不变。

（不是相等，也不是成比例）
B 、速率方面 ①同一物质 ：V 正=V 逆
② 不同物质：方向相反，速率之比等于系数之比。

强调：涉及速率问题第一步看方向是否相反
[练习]能说明反应I
2(g)+H 2已达平衡状态的是（ ） A 、混合气体的颜色不变
C 、H 2的浓度保持不变
D 、I 2、H 2、HI 的浓度相等
E 、I 2、H 2、HI 的浓度之比为1:1:2
F 、H 2、I 2的消耗速率相等
[思考]若F 改为H 2的消耗速率和I 2的生成速率相等呢
[练习]恒容下，当压强不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是( )
①②
③④
[思考]
[小结]压强问题：△V ≠0 一定达到平衡 （√）；△V=0 不一定（×） [练习]2014惠二模（节选）恒容下，能说明下列反应达到平衡状态的是( )
CO
2(g)+3H 23OH(g) +H 20(g) A 、每消耗1molCO 21molCH 3OH
B 、CO 2、H 2 、CH 3OH 、H 20 的物质的量比为1:3:1:1
C 、容器中气体的压强不再改变
D 、容器中气体的密度不再改变 [练习]恒容下，当混合气体密度不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是( )
①②
③④
[思考]密度问题从哪几个角度考虑 [小结]密度问题：
①利用公式ρ＝m （混）/V, 看反应前后 m （混）是否发生变化
② 看是否有非气态物质。

若有则一定达到平衡（√），若无则不一定（×）
以上两点具备任何一点均可。

[练习]在容积不变的密闭容器中，可逆反应4A(g)＋
6D(g)ΔH ＜0，达到化学平衡状态的标志是
A ．气体密度不再发生变化
B ．容器内总压强不再改变
C ．A 的物质的量浓度不再改变
D ．单位时间内消耗4n molA ，同时消耗5n molB
[思考] 1、若D 中同时消耗5n mol B 改为同时生成5n mol B 呢
2、若D 中同时消耗5n mol B 改为同时生成3n molC 呢
3、若D 中同时消耗5n mol B 改为同时消耗3n mol C 呢
[练习]恒容下，当混合气体平均摩尔质量不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是( )
① A (g) +B (g) 2C(g) ② A (g) +B (g) 3C(g) ③ A (s) +2B (g) 2C(g) ④ A (s) +B (s) 2C(g) [思考] [小结]摩尔质量问题：
①利用公式 M (混)＝m(混)/ n (混) ，看反应前后 m （混）或n (混)是否发生变化 ② 看是否有非气态物质，若有则一定达到平衡
[随堂检测]1、（2012上海高考）一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应： 3SiCl 4(g)+2N 2(g)+6H 2(g) Si 3N 4(s)+12HCl(g) △H<0, 能表示该反应达到平衡状态的是（填字母）( )
逆(N 2)=v 正(H 2) b. v 正(HCl)=4v 正(SiCl 4) c.混合气体密度保持不变 (N 2):c(H 2):c(HCl)=1:3:6
2、（2013届广州市高三模拟组合题）在一定温度下向aL 密闭容器中加入1molNO 2(g)发生2NO 2(g) N 2O 4(g),此反应达到平衡的标志的是 ( )
A 、 v 正(NO 2)=v 逆(N 2O 4)
B 、容器的总压强不再随时间而变化
C 、容器中气体的颜色不再变化
D 、NO 2、N 2O 4的分子数之比之为2:1
E 、单位时间内生成1molN 2O 4的同时生成2molNO 2
F 、混合气体的密度不再随时间而变化
G 、NO 2的浓度不再随时间而变化
3、铁和铝是两种重要的金属，他们的单质及化合物有着各自的性质。

（1）在一定温度下，氧化铁可与一氧化碳发生下列反应：
Fe 2O 3(s) ＋ 3CO(g) 2Fe(s) ＋ 3CO 2(g)
（2状态： ① ②
[小结]判断一个可逆反应是否达到平衡状态主要从以下角度考虑 1、精髓：变 到不变
2、方法：运用公式并注意方向、（气体物质的）系数和状态进行判断。

针对性训练
1.在一定温度下,反应A 2(气)+B 2(气) 2AB(气)达到平衡的标志是 ( )
A.单位时间内生成n mol 的A 2 同时生成nmol 的AB
B.容器内的总压强不随时间变化
C.单位时间内生成 2nmol 的AB 同时生成 n mol 的B 2
D.单位时间内生成n mol 的A 2 同时生成nmol 的B 2
2.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 3.下列说法可以证明反应N 2+3H 22NH 3 已达平衡状态的是 ( )
个N ≡N 键断裂的同时,有3个H －H 键形成 个N ≡N 键断裂的同时,有3个H －H 键断裂 个N ≡N 键断裂的同时,有6个N －H 键断裂 个N ≡N 键断裂的同时,有6个N －H 键形成 4.对于可逆反应N 2+3H 22NH 3,下列能表示反应处于化学平衡状态的是( )
A.正反应V(N 2)= 1/3mol/L ·s, 逆反应V(H 2)= 2/3mol/L ·s
B.正反应V(NH 3)=1 mol/L ·s , 逆反应V(H 2)=3/2mol/L ·s
C.正反应V(NH 3)=2 mol/L ·s , 逆反应V(N 2)=2 mol/L ·s
D.正反应V(NH 3)=2 mol/L ·s, 逆反应V(H 2)=1 mol/L ·s 5.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)
2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 ( ) ①C 的生成速率与C 的分解速率相等 ②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB ③A 、B 、C 的浓度不再变化 ④A 、B 、C 的分压强不再变化⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB ⑧A 、B 、C 、D 的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑧
B.②⑤⑧
C.①③④⑦
D.②⑤⑥⑧
6.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO 2N 2O 4 + 热量,下列能说明反应达到了平衡状态的是 ( )
①NO 2缔合生成N 2O 4的速率与N 2O 4分解生成NO 2速率相等时 ②C （NO 2） = C （N 2O 4）时 ③N 2O 4 处于不再分解时
④NO 2的分子数与N 2O 4 分子数比为2:1时 ⑤体系颜色深浅不再发生改变时
⑥反应器中压强不再随时间变化时 ⑦混合气体的平均分子量保持不变时
⑧混合气体的密度保持不变时
A.①③⑤⑧
B.②④⑥⑧
C.③⑤⑦
D.⑤⑥⑦
7.可逆反应2HI(气) H 2(气)+I 2(气)达到平衡后,当改变外界条件(如某一物质浓度、体系压强、温度等)而发生下列项目的变化时,能作为平衡一定发生了移动的标志是( )
A.气体的密度发生了变化
B.气体的平均分子量发生了变化
C.气体的颜色发生了变化
D.体系的温度发生了变化
8.在373K 时,密闭容器中充入一定物质的量的NO 2 和SO 2 ,发生如下反应: NO 2+ SO 2NO + SO 3 ,达到平衡时,下列叙述正确的是 ( )
A. NO 和 SO 3 的物质的量一定相等
B. NO 2和 SO 2 的物质的量一定相等
C.平衡体系中总物质的量一定等于反应开始时总物质的量 、NO 2、NO 、SO 3 的物质的量一定相等
答案与提示1、C 2、BC(难点提示:因反应消耗固体A,气体的总质量发生了变化,因而未达平衡时气体密度会改变。

) 3、AC(提示BD 均为正反应速率) 4、B 5、A 6、D 7、BD(B 项变化可能是只改变[H 2]或只改变[I 2]引起,故各组分的百分含量一定改变。

) 8、A C。