化學(xué)平衡的標志和判斷

1、化學(xué)平衡的標志和判斷長樂高級中學(xué) 黃炳生化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷：具體表現(xiàn)為“一等六定”：一等：正逆反應(yīng)速率相等；六定： 物質(zhì)的量一定， 平衡濃度一定， 百分含量保持一定， 反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率一定， 產(chǎn)物的產(chǎn)率一定， 正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率一定。除了上述的“一等六定”外，還可考慮以下幾點：同一物質(zhì)單位時間內(nèi)的消耗量與生成量相等。不同物質(zhì)間消耗物質(zhì)的量與生成物質(zhì)的量之比符合化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)比。在一定的條件下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大，或產(chǎn)物的產(chǎn)率最大。對于有顏色變化的可逆反應(yīng)，顏色不再改變時。對于反應(yīng)前后氣體總體積變的可逆反應(yīng)，還可考慮以下幾點：反應(yīng)混合物的平均相對分子量不再改變。反應(yīng)混合物的密度不再改

2、變。反應(yīng)混合物的壓強不再改變。還可以從化學(xué)鍵的生成和斷裂的關(guān)系去判斷是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)。1、等速標志： 指反應(yīng)體系中用同一種物質(zhì)來表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。即 V（正）= V（逆）2、各組分濃度不變標志： 因為V（正）= V（逆）0，所以在同一瞬間、同一物質(zhì)的生成量等于消耗量?？偟慕Y(jié)果是混合體系中各組成成分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度；各成分的體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)；轉(zhuǎn)化率等不隨時間變化而改變。3有氣體參與的可逆反應(yīng)：（1）從反應(yīng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量（M）考慮：M=m(總)/n(總) 若各物質(zhì)均為氣體：當氣體n(g)0時，若M一定時，則標志達平衡。如2SO2(g)+O2(g) 2

3、SO3(g)當氣體n(g)=0時，若M為恒值，無法判斷是否平衡。如H2(g)+I2(g) 2HI(g)若有非氣體參加：無論n(g)0或n(g)=0時，當若M一定時，則標志達平衡。 如C(s)+O2(g) CO2(g)、CO2(g)+ C(s) 2CO(g)（2）從氣體密度考慮：密度=質(zhì)量/體積若各物質(zhì)均為氣體：A恒容：密度總為恒值，不能作為平衡標志。B恒壓：a. n(g)=0時，密度總為恒值，不能作為平衡標志。 b. n(g)0時，密度為一定值，則可作為平衡的標志。若有非氣體參加：A恒容：密度為一定值，則可作為平衡的標志。B恒壓：n(g)=0時，密度為一定值，則可作為平衡的標志。（3）從體系內(nèi)

4、部壓強考慮：因為恒溫、恒容條件下，n(g)越大，則壓強就越大。若各成分均為氣體時，只需考慮n(g)。n(g)=0時，則壓強為恒值，不能作為平衡標志。n(g)0時，當壓強為一定值，可作為平衡的標志。（4）從體系內(nèi)部溫度考慮：當化學(xué)平衡尚未建立或平衡發(fā)生移動時，反應(yīng)總要放出或吸收熱量。若為絕熱體系，當體系溫度一定時，則標志達到平衡。例1： （1995年全國高考題）在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是（A C）AC的生成速率與C的分解速率相等B單位時間生成n mol A，同時生成3n mol BCA、B、C的濃度不再變化 DA、B、C的分子數(shù)比為1:3:2例2： （

5、2002年全國高考廣東卷）在一定溫度下，向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，此反應(yīng)達到平衡的標志是（A B）A容器內(nèi)壓強不隨時間變化 B容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化C容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol Z例3：下列說法中可以充分說明反應(yīng): P(氣)+Q(氣) R(氣)+S(氣) , 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（B） A反應(yīng)容器內(nèi)壓強不隨時間變化 BP和S的生成速率相等C反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存 D反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而變化化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志

6、專題分析1.判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的方法:(1)V正=V逆(第一特征)為標志:規(guī)律:同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率;在方程式同一邊的不同物質(zhì)生成速率與消耗速率之比(或消耗速率與生成速率之比,前后比較項必須相反)等于方程式系數(shù)之比;方程式不同一邊的不同物質(zhì)生成速率與生成速率之比(或消耗速率與消耗速率之比,前后比較項必須相同)等于方程式系數(shù)之比;反應(yīng)放出的熱量與吸收的熱量相等，即體系溫度不變。(2)各組成成分的百分含量保持不變(第二特征)為標志:規(guī)律:各組分的質(zhì)量分數(shù)不變;各氣體組分的體積分數(shù)不變;各組分的物質(zhì)的量分數(shù)不變;各組分的分子數(shù)之比不變;各組分的物質(zhì)的量濃度不變時一定平衡(變化時不一定

7、);各組分的轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率不變;若某組分有色，體系的顏色不再改變時一定平衡(變化時不一定)。2.反應(yīng)類型分析:(1)對于反應(yīng):mA2(氣)+nB2(氣) pC(氣)+Q,下述特征標志均表示可逆反應(yīng)達到了平衡狀態(tài):生成A2的速率與消耗A2的速率相等; 生成B2的速率與消耗B2的速率相等;生成C的速率與分解C的速率相等; 生成C的分子數(shù)與分解C的分子數(shù)相等; 生成A2的速率:消耗B2的速率= m:n 消耗A2的速率:生成B2的速率=m:n 消耗A2的速率:消耗C的速率=m:p 消耗B2的速率:消耗C的速率=n:p 生成A2的速率:生成C的速率=m:p 生成B2的速率:生成C的速率=n:p 單位時間內(nèi)

8、,每生成pmolC的同時生成了mmolA2和n molB2； 單位時間內(nèi),每消耗pmolC的同時消耗了mmolA2和n molB2A2、B2、C的 (質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量)百分組成、分子數(shù)之比不變;A2、B2、C的 物質(zhì)的量濃度不變; A2、B2的轉(zhuǎn)化率不變;C的產(chǎn)率不變; 氣體的顏色不變; 隔熱條件下,體系溫度不變;(2)當反應(yīng)前后氣體的體積相等時,即m+n = p時:A2、B2、C的物質(zhì)的量濃度不變或物質(zhì)的量濃度之比不變，也標志反應(yīng)達到了平衡狀態(tài);但物質(zhì)的量濃度大小、氣體顏色深淺因外界壓強改變而改變,平衡不移動,平衡狀態(tài)不變。故這兩項發(fā)生改變時,不能作為判斷反應(yīng)是否達到了平衡狀態(tài)或平衡是否

9、發(fā)生了移動的標志。氣體的總物質(zhì)的量、總壓強、總體積、單位體積內(nèi)分子總數(shù)、氣體密度、平均分子量大小因反應(yīng)前后始終不變,有的或隨外加壓強改變而變化但平衡不移動。故不能判斷反應(yīng)是否達到了平衡狀態(tài)或平衡是否發(fā)生了移動。因而通常不作為平衡標志。(3)當反應(yīng)前后氣體的體積不相等時,即m+np時,下列各項也可作為判斷反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)或平衡不再發(fā)生移動的標志: A2、B2、C的物質(zhì)的量不變時; 單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變時; 恒容下體系壓強不變時; 恒壓下體系的總體積不變時; 平均分子量不變時; 混合物的密度不變時:針對訓(xùn)練1.在一定溫度下,反應(yīng)A2(氣)+B2(氣) 2AB(氣)達到平衡的標志是 ( )A.單

10、位時間內(nèi)生成n mol的A2 同時生成nmol的AB B.容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化C.單位時間內(nèi)生成 2nmol的AB同時生成 n mol的B2 D.單位時間內(nèi)生成n mol的A2 同時生成nmol的B2 2.在一定溫度下的恒容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng): A(固)+3B(氣) 2C(氣)+D(氣)已達平衡狀態(tài)的是 ( )A.混合氣體的壓強 B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度 D.氣體的總物質(zhì)的量3.下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3 已達平衡狀態(tài)的是 ( )A.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵形成B.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵斷裂C.1個NN鍵斷裂的同

11、時,有6個NH鍵斷裂D.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵形成4.對于可逆反應(yīng)N2+3H22NH3,下列能表示反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是( ) A. 正反應(yīng)V(N2)= 1/3mol/Ls, 逆反應(yīng)V(H2)= 2/3mol/Ls B. 正反應(yīng)V(NH3)=1 mol/Ls , 逆反應(yīng)V(H2)=3/2mol/Ls C. 正反應(yīng)V(NH3)=2 mol/Ls , 逆反應(yīng)V(N2)=2 mol/Ls D. 正反應(yīng)V(NH3)=2 mol/Ls, 逆反應(yīng)V(H 2)=1 mol/Ls5.在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)達到平衡的標志的是 ( )C的生成速

12、率與C的分解速率相等 單位時間內(nèi)生成amolA,同時生成3amolB A、B、C的濃度不再變化 A、B、C的分壓強不再變化混合氣體的總壓強不再變化 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化單位時間內(nèi)消耗amolA,同時生成 3amolBA、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D.6.在恒溫下的密閉容器中,有可逆反應(yīng)2NO2N2O4 + 熱量,下列能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)的是 ( )NO2締合生成N2O4的速率與N2O4分解生成NO2速率相等時C（NO2） = C（N2O4）時 N2O4 處于不再分解時NO2的分子數(shù)與N2O4 分子數(shù)比為2:1時 體系顏色深淺不再發(fā)生改變時反應(yīng)器中壓強不

13、再隨時間變化時 混合氣體的平均分子量保持不變時混合氣體的密度保持不變時A. B. C. D. 7.可逆反應(yīng)2HI(氣) H2(氣)+I2(氣)達到平衡后,當改變外界條件(如某一物質(zhì)濃度、體系壓強、溫度等)而發(fā)生下列項目的變化時,能作為平衡一定發(fā)生了移動的標志是( )A.氣體的密度發(fā)生了變化 B.氣體的平均分子量發(fā)生了變化C.氣體的顏色發(fā)生了變化 D.體系的溫度發(fā)生了變化8.在373K時,密閉容器中充入一定物質(zhì)的量的NO2 和SO2 ,發(fā)生如下反應(yīng): NO2+ SO2NO + SO3 ,達到平衡時,下列敘述正確的是 ( )A. NO 和 SO3 的物質(zhì)的量一定相等B. NO2和 SO2 的物質(zhì)的量一定相