达到化学平衡状态的间接标志

达到化学平衡状态的间接标志

所谓“间接标志”是指在特定环境、特定反应中能间接衡量有气体参与的某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志，通常指压强、平均式量、密度等，能间接体现。这类标志可以用理想气体状态方程PV=nRT(P、V、n、R、T分别表示压强、体积、物质的量、常数、热力学温度)进行巧妙的判断。PV=nRT中包含了等效平衡所涉及的所有条件和物质的量之间的关系，即P、V、T是条件，n是物质的量。由于判断化学平衡状态的间接标志很多，这些标志不仅与条件有关，而且与反应前后的分子数目N(N=n·NA , 其中NA表示阿伏伽德罗常数)有无变化有关。不妨将PV=nRT变形为PV= (m/M)RT或PV= RT或P= ρRT(M、ρ分别表示平均式量、密度)，因此通过T、P、、ρ或V及N 等的变化不难判断可逆反应是否达到平衡状态。

间接标志I：温度

任何化学反应都伴随有能量变化，当体系温度一定时(其他条件不变)，则平衡。

间接标志II：压强

仅适用于反应前后体积V不变而反应前后物质的量(反应前后分子数目N改变即在反应aA(g)+ bB(g) ⇋gG(g) + hH(g)中a+b≠g+h)改变的反应，反应体系中的总压强不随时间变化，则平衡。例：对N2(g)+3H2(g) ≒2NH3(g) 适用。H2(g)+I2(g) ≒2HI(g) 不适用。

间接标志III：平均式量

凡是有气体质量m或反应前后体积V不变而分子数目N有改变的

可逆反应，反应体系中的平均式量不再发生变化，则平衡。

例：在恒容容器里对N2(g)+3H2(g) ≒2NH3(g) 适用;对C(s)+CO2(g) ≒2CO(g) 适用;对H2(g)+2I2(g) ≒2HI(g) 不适用。

间接标志IV：密度

仅适用于有气体参加同时亦有非气体参加的可逆反应。混合气体的密度不再发生变化，则平衡。例：固定容积的容器中的反应：对

C(s)+CO2(g ) ≒2CO(g) 适用;对 2SO2(g)+O2(g) ≒2SO3(g)不适用。间接标志V：体积

反应前后压强不变而分子数目N有改变的可逆反应，体积不再发生变化，则平衡。例：对 N2(g)+3H2(g) ≒2NH3(g)适用;H2(g)+I2(g) ≒2HI(g)不适用。

间接标志VI：分子数目

反应前后气体分子数目有改变的反应，分子数目不再发生变化，则平衡。例：对 N2(g)+3H2(g) ≒2NH3(g) 适用;H2(g)+I2(g) ≒2HI(g) 不适用。

【例3】在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应A(s)+2B(g)=C(g)+D(g)已达到平衡的是：

A.混合气体的压强

B.混合气体的密度

C.A物质的量浓度

D.气体的总物质的量

【解析】该题中反应前后气体分子数目N、温度T和体积V均不变且亦有非气体参加，据间接标志II和IV及直接标志II知： A. C.

D. 错。或利用PV=nRT的变形式： P= ρRT易选出B。

【答案】B

总之，能否作为判断平衡的标志就看能否直接或间接的体现v(正)= v(逆)或各物质的浓度不改变。