化学平衡标志、平衡移动及常见图形总结

可逆反应达到平衡状态的标志及判断

在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态，叫化学平衡状态。其特点有：

（1）“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应。

（2）“等”：化学平衡的实质是正、逆反应速率相等，即：v(正) ＝v(逆)。

（3）“动”：v(正) ＝v(逆) ≠0

（4）“定”：平衡体系中，各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定（但不一定相等），不随时间的变化而变化。

（5）“变”：化学平衡是在一定条件下的平衡，若外界条件改变，化学平衡可能会分数移动。

（6）“同”：在外界条件不变的前提下，可逆反应不论采取何种途径，即不论由正反应开始还是由逆反应开始，最后所处的平衡状态是相同的，即同一平衡状态。

可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下：

以m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)为例：

一、直接标志：

①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，即：A消耗速率与A的生成速率相等，A消耗速率与C的消耗速率之比等于m : p；

②反应体系中各物质的百分含量保持不变。

二、间接标志：

①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+ n≠p + q）；

②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变；

③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。

对于密闭容器中的可逆反应：m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)是否达到平衡还可以归纳如下表：

三、例题分析：

【例题1】可逆反应：2NO

2(g) 2NO(g) + O

2

(g)，在体积固定的密闭容器中，

达到平衡状态的标志是

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

③用NO

2、NO、O

2

表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A. ①④⑥⑦

B. ②③⑤⑦

C. ①③④⑤

D. 全部

解析：①单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O

2

，能说明反应达到平衡；②不能说明；③中无论达到平衡与否，化学反应速率都等于化学计量系数之比；④有颜色的气体颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；⑤体积固定，气体质量反应前后守恒，密度始终不变；⑥反应前后△V ≠ 0，压强不变，意味着各物质的含量不再变化；

⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的量不变，该反应△V ≠ 0，能说明该反应达到平衡。

答案：A

点拨：化学平衡状态的根本标志是：①v(正) ＝v(逆)，②各组分百分含量不变。在解题时要牢牢抓住这两个根本标志，并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志的关系，才能全面分析，正确作答。

【例题2】在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X

2(g) + Y

2

(g) 2XY(g)

已达到平衡的是：

A．容器内的总压不随时间变化

B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化C．XY气体的物质的量分数不变

D．X

2和Y

2

的消耗速率相等

解析：该反应的特点：首先是可逆反应，其次是反应前后气体体积相等。根据压强之比等于气体物质的量之比的推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A不能说明该反应已经达到平衡。同理推断，容器中气体的平均相对分子质

量始终不随时间变化，B不能说明该反应已经达到平衡。X

2和Y

2

的化学计量数相

等，其消耗速率始终相等，D不能说明该反应已经达到平衡。C选项符合题意，能说明该反应已经达到平衡。

答案：C

点拨：结合化学反应方程式的特点，反应前后系数不变，正确利用直接标志与间接标志判断。

【例题3】在一定温度下可逆反应A(g) + 3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是：

A．C的生成速率与C的分解速率相等

B．单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B

C．A、B、C的浓度不再发生变化

D．A、B、C的分子个数比为1 : 3 : 2

解析：化学平衡的标志是正反应速率与逆反应速率相等，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，因此A选项正确；A、B、C的浓度不再发生变化，是平衡状态的宏观表现，因此选项C正确；B选项中由于A、B都是逆反应速率，与正反应无关，因此错误；A、B、C的分子个数比为1 : 3 : 2的偶然存在性，不能作为判断平衡标志的依据。

答案：A、C

点拨：化学平衡的标志①： v(正) ＝v(逆)；②反应混合物中各组分的浓度和含量不变。用速率描述时，一定要注意一“正”、一“逆”，且相等。

【练习1】对于可逆反应2HI(g) I

2(g) + H

2

(g)，下列叙述能够说明已达到

平衡状态的是

A．各物质的量的浓度比2 : 1: 1

B．容器内的总压不随时间变化

C．断裂2 mol H－I键的同时生成1 mol I－I键

D．混合气体的颜色不再变化时

答案：D

点拨：该反应的特点是反应前后气体物质的化学计量系数和相等，因此压强始终保持不变；因此B选项错误；在反应过程中的任意时刻断裂2 mol H－I键的同时生成1 mol I－I键，因此C选项错误。

【练习2】在恒容密闭容器中，不能作为反应2SO

2(g) + O

2

(g) 2SO

3

(g)达到

平衡的标志是：

A．混合气体的分子数之比为2 : 1: 2

B．混合气体的压强不再发生变化

C．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化D．混合气体的密度不再发生变化

答案：A、D