判断化学平衡状态的标志小析

化学平衡之判断化学平衡状态

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N2（g）+3H2（g）== 2NH3（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 N2（g）+3H2（g）== 2NH3（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（N2消耗）=V（H2消耗）

B. V（N2生成）=V（N2消耗）

C. 2V（H2消耗）=3V（NH3消耗）

D.2V（N2生成）=V（NH3消耗）

例2、可逆反应2NO2(g)= 2NO(g) + O2(g)，在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是( )

A 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

B 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

C单位时间内生成n molNO2的同时消耗n mol NO2

D用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态

例3、对可逆反应 4NH3(g) + 5O2(g)==4NO(g) + 6H2O(g) 下列叙述正确的是( )

A 达到化学平衡时 4v正(O2)=5v逆(NO)

B 若单位时间内生成x mol NO的同时消耗x mol NH3 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(NH3)=3v正(H2O)

例3、下列方法中可以说明N2+3H2= 2NH3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。（一）密度

ρ密度=质量/体积

例1、可逆反应 2NO2(g) =2NO(g) + O2(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2NO2(g) =2NO(g) + O2(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)= H2(g)+I2(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）+H2O（g）= CO（g）+H2（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 H2O（g）发生如下反应：C（s）+H2O（g）= CO（g）+H2（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H2（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。

（二）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。

（三）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。

（四）体积分数

任何物质的体积分数不变都能判断平衡状态。

（五）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)= H2(g)+I2(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N2（g）+3H2（g）= 2NH3（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)+H2(g) = CO2(g) +H2O(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。

（六）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。

（七）质量

任何物质的质量不变都能判断该反应已经达到平衡。

(八) 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。

（九）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 2NO2(g) =2NO(g) + O2(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NO2浓度大小，颜色不变就意味着NO2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)= H2(g)+I2(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。

（十）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。