内容正文:
微专题(四) 化学平衡状态的判断
1.判断可逆反应达到平衡状态的方法
(1)动态标志:v(正)=v(逆)≠0
①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如单位时间内生成2n mol NH3的同时,生成n mol N2。
(2)静态标志:各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
2.实例[以反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)为例]
项目
反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)
是否
平衡
速率
v(正)=v(逆)≠0
平衡
百分含量
反应混合物中各成分浓度或百分含量不变
平衡
混合物体
系中各成
分的含量
①各物质的物质的量或物质的量浓度一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定
平衡
续表
压强
①若m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定)
平衡
②若m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)
不一定
平衡
混合气体
的平均相
对分子质
量(r)
①r,一定,当m+n≠p+q时
平衡
②r,一定,当m+n=p+q时
不一定
平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时,其他不变
平衡
密度(ρ)
体系的密度一定
不一定
平衡
其他
如体系颜色不再变化(当气体均无色时除外)
平衡
从化学反应速率的角度,除了可判断可逆化学反应是否达到平衡状态以外,还可以通过化学反应速率判断化学平衡的移动方向。平衡移动过程中,若v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动;若v(正)<v(逆),则平衡向逆反应方向移动。
1.一定温度下,可逆反应:A(g)+3B(g)⥫⥬2C(g)达到平衡状态的标志是( )
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间内生成 n mol A,同时生成3n mol B
C.A、B、C三种物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2
D.平衡时A、B、C三种物质的分子数之比为1∶3∶2
解析:选A A项,C的生成速率是正反应速率,C的分解速率是逆反应速率,正反应速率与逆反应速率相等,正确;B项,生成n mol A和生成3n mol B表示的都是逆反应速率,错误;C项,无论平衡与否,A、B、C三种物质的浓度的变化量之比始终等于1∶3∶2,错误;D项,A、B、C三种物质的分子数之比等于1∶3∶2,这是一种特殊情况,而不是平衡的标志,错误。
2.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)⥫⥬SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1,下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
解析:选B 由于该反应为反应前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故压强不变反应不一定达到平衡,A错误;SO3与NO的体积比始终保持1∶1,C错误;消耗SO3和生成NO2为反应的同一方向,D错误。
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