可逆反應(yīng)達到平衡的標志及判斷

1、可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志及判斷在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時， 反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生改變的狀態(tài)，叫化學(xué)平衡狀 態(tài)。其特點有：(1) “逆”：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。(2) “等”：化學(xué)平衡的實質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率相等，即：v(正)= v(逆)。(3) “動”：v(正)=v(逆)#0(4) “定”：平衡體系中，各組分的濃度、質(zhì)量分數(shù)及體積分數(shù) 保持一定(但不一定相等)，不隨時間的變化而變化。(5) “變”：化學(xué)平衡是在一定條件下的平衡，若外界條件改變， 化學(xué)平衡可能會分數(shù)移動。(6) “同”：在外界條件不變的前提下，可逆反應(yīng)不論采取何種 途徑，即不

2、論由正反應(yīng)開始還是由逆反應(yīng)開始， 最后所處的平衡狀態(tài) 是相同的，即同一平衡狀態(tài)?？赡娣磻?yīng)達到平衡狀態(tài)的標志及判斷方法如下：以 mA(g) + nB(g) = pC(g)+ qD(g)為例：一、直接標志：速率關(guān)系：正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，即：A消耗速率與A的生成速率相等，A消耗速率與C的消耗速率之比等于m : p ;反應(yīng)體系中各物質(zhì)的百分含量保持不變二、間接標志：混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變(m+ n ? p + q);各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變；各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變。對于密閉容器中的可逆反應(yīng)：mA(g) + nB(g)p

3、C(g)+ qD(g)是否達到平衡還可以歸納如下表：化學(xué)反應(yīng)mA(g) + nB(g) =pC(g)+ qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定平衡各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一定平 衡正、逆反 應(yīng)速率之 間的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了 mmol A,同時也生成了 m mol A,即v(正)=v (逆)平衡在單位時間內(nèi)消耗了 n mol B,同時也消耗了 p mol C ,平衡相品用。3即v（正）=v（逆）v( A) : v(B) : v(C) : v(D) = m: n : p : q ,v(正

4、)不一定等于v(逆)不一定平衡在單位時間內(nèi)生成了 n mol B,同時也消耗了 q mol D ,即敘述的都是v（逆）不一定平衡壓強其匕條件 7E、總壓強L7E,且m+ n # p+ q平衡其匕條件一7E、總壓強"7E,且m+ n = p+ q不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量平均相對分子質(zhì)量一定，且 m+ n # p + q平衡平均相對分子質(zhì)量一定，且 m+ n = p + q不一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著有血變化，當體系溫度一定時平衡氣體的密度密度一定不一定平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變平衡三、例題分析：【例題11可逆反應(yīng)：2NO(g) -2NO(g) + O2(

5、g),在體積固定 的密閉容器中，達到平衡狀態(tài)的標志是 單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO用N® NO Q表示的反應(yīng)速率的比為2 : 2 : 1 的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) 混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.B.C. D.全部解析：單位時間內(nèi)生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NQ時，必消耗n mol O2,能說明反應(yīng)達到平衡；不能說明； 中無論達到平衡與否，化學(xué)反應(yīng)速率都等于化學(xué)計量系數(shù)之比；有

6、顏色的氣體顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變化，說明反應(yīng)已達 到平衡；體積固定，氣體質(zhì)量反應(yīng)前后守恒，密度始終不變；反 應(yīng)前后4V ? 0,壓強不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變化；由于 氣體的質(zhì)量不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時， 說明氣體中各物 質(zhì)的量不變，該反應(yīng)4V ? 0,能說明該反應(yīng)達到平衡。答案：A相品點撥：化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標志是：v(正)=v逆)，各組分百 分含量不變。在解題時要牢牢抓住這兩個根本標志， 并明確氣體的顏 色、密度、壓強、平均相對分子質(zhì)量的變化與根本標志的關(guān)系，才能 全面分析，正確作答?！纠}2】在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應(yīng) X2(g) +Y(g) .2X

7、Y(g)已達到平衡的是：A容器內(nèi)的總壓不隨時間變化B.容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化C XY氣體的物質(zhì)的量分數(shù)不變D. X2和Y2的消耗速率相等解析：該反應(yīng)的特點：首先是可逆反應(yīng)，其次是反應(yīng)前后氣體體積相等。根據(jù)壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比的推斷，該反應(yīng)在整個反應(yīng)過程中總壓強是不變的，A不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡。同理 推斷，容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不隨時間變化，B不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡。X2和Y的化學(xué)計量數(shù)相等，其消耗速率始終 相等，D不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡。C選項符合題意，能說明該 反應(yīng)已經(jīng)達到平衡。答案：C點撥：結(jié)合化學(xué)反應(yīng)方程式的特點，反應(yīng)前后系數(shù)不變，正確利

8、 用直接標志與間接標志判斷。【例題3】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：相品用。3A. C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 BC A、B C的濃度不再發(fā)生變化D. A、B C的分子個數(shù)比為1 : 3 : 2解析：化學(xué)平衡的標志是正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，C的生成速率是正反應(yīng)速率，C的分解速率是逆反應(yīng)速率，因此A選項正確； A B C的濃度不再發(fā)生變化，是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn)，因此選項 C 正確；B選項中由于A、B都是逆反應(yīng)速率，與正反應(yīng)無關(guān)，因此錯 誤；A、B、C的分子個數(shù)比為1 : 3 : 2 的偶然

9、存在性，不能作為判 斷平衡標志的依據(jù)。答案：A、C點撥：化學(xué)平衡的標志：V（正）=v（四；反應(yīng)混合物中各組分 的濃度和含量不變。用速率描述時， 一定要注意一 “正”、一 “逆”， 且相等。【練習11對于可逆反應(yīng)2HI（g） I=l2（g） + H 2（g）,下列敘述能 夠說明已達到平衡狀態(tài)的是A.各物質(zhì)的量的濃度比2 : 1: 1B.容器內(nèi)的總壓不隨時間變化C.斷裂2 mol H I鍵的同時生成1 mol I I鍵D.混合氣體的顏色不再變化時答案：D錯品用。*點撥：該反應(yīng)的特點是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的化學(xué)計量系數(shù)和相等， 因此壓強始終保持不變；因此B選項錯誤；在反應(yīng)過程中的任意時刻 斷裂2 mol

10、 H -I鍵的同時生成1 mol I I鍵，因此C選項錯誤?！揪毩?】在恒容密閉容器中，不能作為反應(yīng)2SO(g) + O(g)=二2SO(g)達到平衡的標志是：A.混合氣體的分子數(shù)之比為2 : 1: 2B.混合氣體的壓強不再發(fā)生變化C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化D.混合氣體的密度不再發(fā)生變化答案：A D點撥：A選項是在特殊情況下出現(xiàn)的情況，B、C選項均說明混合 氣體的物質(zhì)的量不再變化，D選項利用公式d= mN, m V不變， 所以密度一直不變?！揪毩?】在一定溫度下的密閉容器中，當物質(zhì)的下列物理量不再變化時，表明反應(yīng)A(s) + 2B(g) iC(g) + D(g)已達到平衡的是A

11、.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)的量解析：題給反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變的可逆反應(yīng)。顯然混合氣體壓強和總的物質(zhì)的量始終保持不變，不能用來判斷反應(yīng) 是否達到平衡；由于A是固體，所以密度是一個變化量，那么 B的濃 度也是一個變化量，因此當混合氣體的密度、 B的物質(zhì)的量濃度不再 變化時，說明反應(yīng)已達平衡。答案：B、C四：應(yīng)注意的問題：(1)正逆反應(yīng)速率相等與反應(yīng)混合物中各組分的百分含量均保持 不變是判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的基本方法。 這兩個關(guān)系中的任何一個都可 以單獨用作判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)的標準。(2)在 mA(g) + nB(g)=pC(g)+ qD(g)反應(yīng)中,v( A) : v(B) : v(C) : v(D)= m: n : p : q,在應(yīng)用 v(正)=v(逆)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時要充分注意這一點。(3)化學(xué)平衡狀態(tài)中，反應(yīng)混合物里各組成成分的濃度(或百分 比含量)保持不變，但是反應(yīng)混合物里各組成成分的濃度(或百分含 量)保持不變的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)并不一定是化學(xué)平衡狀態(tài)。因此，在應(yīng) 用反應(yīng)混合物里各組成成分的濃度、百分含量、物質(zhì)的顏色、氣體的 壓強、氣體的密度、氣