化学反应平衡的判断

 

如何判断一个化学反应是否已达平衡，方法很多，本文总结如下，供大家参考。

 

一、根据化学平衡的概念：

 

一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

 

即：化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆)：一定条件下的可逆反应：某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。

 

因为反应速率之比等于方程式的系数比。所以要描述一个可逆反应达平衡，必须一个描述正反应，一个描述逆反应，且描述的量之比等于方程式的系数比。

 

例1：对反应N₂+3H₂

2NH₃而言，以下不能说明反应达平衡的是(    )。

 

A.同一时间内消耗1 mol N₂的同时生成3 mol H₂

 

B.同一时间内消耗1 mol N₂的同时消耗2 mol NH₃

 

C.1 mol氮氮三键断裂的同时，6 mol氮氢键断裂

 

D.某时刻各物质的物质的量浓度相等

 

解：A中消耗1 mol N₂描述的是正反应，生成3 mol H₂描述的是逆反应。(根据方程式生成3 mol H₂的同时一定生成1 mol N₂)，所以A可以说明该反应达平衡。

 

B中消耗1 mol N₂描述的是正反应，消耗2 mol NH₃描述的是逆反应;

 

(根据方程式消耗2 mol NH₃的同时一定生成1 mol N₂)，所以B可以说明该反应达平衡

 

C中1 mol氮氮三键断裂描述的是正反应，6 mol氮氢键断裂描述的是逆反应;

 

(根据方程式6 mol氮氢键断裂的同时一定生成1 mol氮氮三键)，所以C可以说明该反应达平衡。

 

答案选D

 

二、根据其他条件判断

 

(一)有气体参加或生成的反应

 

(1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总)

 

①      如果全为气体：

 

A：在密闭容器中，如果不是等体积反应：

 

例：如N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)其平均摩尔质量M一定，可以说明该反应达平衡。(因为全是气体，所以气体的总质量m不变;假设平衡左移，气体总物质的量增大，假设平衡右移，气体总物质的量减小，即平衡移动，M一定改变)

 

B：在密闭容器中，如果是等体积反应：

 

例如I₂(g)+H₂(g)

2HI(g)其平均摩尔质量M一定，不能说明该反应达平衡。(因为全是气体，所以气体的总质量m不变;假设平衡左移，气体总物质的量不变，假设平衡右移，气体总物质的量也不变，即平衡移动，M不变)

 

②      若有固体或液体参加反应或生成：

 

无论是否是等体积反应，其气体的平均摩尔质量M一定，一般可以说明该反应达平衡。

 

特殊情况如反应CO(g)+H₂(g)

C(S)+H₂O(g)

 

如果气体的平均摩尔质量M等于12 g/mol，其平均摩尔质量M一定，不能说明该反应达平衡。(因为假设平衡左移，气体总质量每增加12 g，其气体的物质的量增加1 mol，气体的平均摩尔质量M不变，假设平衡右移，气体总质量每减少12 g，其气体的物质的量减少1 mol，气体的平均摩尔质量M也不变)

 

如果气体的平均摩尔质量M不等于12 g/mol，其平均摩尔质量M一定，能说明该反应达平衡。(因为假设平衡左移，气体总质量每增加12 g，其气体的物质的量增加1 mol，气体的平均摩尔质量M一定改变，假设平衡右移，气体总质量每减少12 g，其气体的物质的量减少1 mol，气体的平均摩尔质量M也一定改变)

 

(2)混合气体的平均密度

=m(总)/v(总)

 

①如果全为气体：

 

A：在恒容的密闭容器中，

 

例：如N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)其混合气体的平均密度

一定，不能说明该反应达平衡。

 

B：在恒压的密闭容器中：

 

如果不是等体积反应：

 

例：如N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)其混合气体的平均密度

一定，能说明该反应达平衡。

 

如果是等体积反应：

 

例如I₂(g)+H₂(g)

2HI(g)混合气体的平均密度

一定，不能说明该反应达平衡。

 

(3)从混合气体的总压强考虑(恒温恒容)

 

如果不是等体积反应：

 

例：如N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)其混合气体的总压强p一定，能说明该反应达平衡。

 

如果是等体积反应：

 

例如I₂(g)+H₂(g)

2HI(g)混合气体的总压强p一定，不能说明该反应达平衡。

 

(4)若为绝热体系，温度一定，可以说明反应达平衡。

 

(5)混合气体的颜色一定(某气体有色)，可以说明反应达平衡。

 

 

练习：

 

1．在一定温度下，密闭容器中可逆反应A(g)+3B(g)

2C(g)达到平衡的标志是（   ）。

 

A．C的生成速率与B的反应速率相等　

 

B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B

 

C．A、B、C的浓度不再变化           

 

D．A、B、C的浓度之比为1：3：2

 

2．一定温度下，可逆反应2NO₂(g)

2NO(g)+O₂(g)在密闭容器中反应，达到平衡的标志是 （    ）。

 

①单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n NO₂(g)

 

②单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n NO(g)

 

③用NO₂、NO、O₂的物质的量浓度变化表示反应速率之比为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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

 

A．①④⑥　B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥

 

3．在一定温度下，可逆反应A(g)+B(g)

2C(g)达到平衡的标志是（   ）。

 

①A、B、C的分子之比为1：1：2  

 

②A、B、C的浓度不再变化

 

③单位时间内生成n mol A的同时生成2n mol C

 

④混合气体的压强不再改变的状态

 

A．①②　         B．①④            C．②③             D．②④

 

4．一定温度下，向a L密闭容器中加入2 mol NO₂(g)，在密闭容器中发生可逆反应

 

2NO₂(g)

2NO(g)+O₂(g)，达到平衡的标志是（   ）。

 

A混合气体的密度不再改变的状态

 

B混合气体的颜色变浅

 

C混合气体中NO₂、NO、O₂的物质的量之比为2：2：1的状态

 

D单位时间内生成2n NO的同时生成2n NO₂

 

5：对反应N₂+3H₂

2NH₃而言，以下能说明反应达平衡的是(   )。

 

A.3V(正)N₂=V(正)H₂                         B.V(正)N₂=V(逆)NH₃

 

C.2V(正)H₂=3V(逆)NH₃                      D.V(正)N₂=3V(逆)H₂

 

6：一定温度下的密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应

 

A(S)+2B(g)

C(g)+D(g)达平衡的是(     )。

 

A.混合气体的密度          B.混合气体的压强

 

C.A的浓度                 D.气体总物质的量

 

7．可逆反应2HI(g)

H₂(g)+I₂(g)在密闭容器中反应，达到平衡的标志是    （    ）。

 

A.体系内HI、H₂、I₂三者共存

 

B.体系内HI、H₂、I₂三者物质的量相等

 

C.温度和体积一定时，混合气体的密度不再发生变化

 

D.温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化

 

参考答案：1.C  2.A   3.C   4.D   5.C   6.B        7.D