化学平衡状态的判断方法及例题讲解.docx

1、化学平衡状态的判断方法及例题讲解1、判断方法你一定会遇到这样的选择题：下列能说明某反应达到平衡状态的选项是哪些?说到底，就是让你判断反应是否处于化学平衡状态。化学平衡状态，实质是正逆反应速率相等；特征为各物质浓度不再改变。我们在判断是否达到平衡的时候，自然也就有了两个依据：一为实质性依据，即从正逆反应速率的关系上判断，我们总结一句话，叫做“一正一逆，符合比例”；二为特征性依据，即是否出现反映物质浓度不再改变的属性状态，我们总结一句话，叫做“变量不变，平衡出现”。一、根据速率判断平衡状态，常见的方式有以下几种1.生成（或消耗）a mol A物质的同时，生成（或消耗）b mol B物质此类进行判定

2、的要点，一是看两个过程是不是分别代表一正一逆两相反过程，二是看两个数值a与b之比，是不是符合A与B在反应中的系数比。2.断裂（或形成）a mol某化学键的同时，断裂（或形成）b mol另一种化学键此类进行判定的要点，一是看两种化学键变化的过程，是否代表一正一逆两相反过程，二是看化学键变化所揭示的的物质变化，是否符合系数比关系。3.同一时间内，v正（A）：v逆（B）a：b，或者 b v正（A）a v逆（B）此种类型的判定较为常见，也较为简单，只需要一正一逆两反应速率比符合A与B在反应中的系数比即可。例如：以下能证明反应N2+ 3H22NH3达到平衡状态的是：A.一段时间内，生成1.5molH2的

3、同时，消耗了0.5molN2B.一段时间内，断裂4.8molN-H键的同时，断裂了0.8molNNC.一段时间内，v正（N2）：v逆（H2）1：3二、根据平衡状态的特征属性进行判断，常见的依据有：温度，颜色，压强，密度，平均相对分子量等。判定的要点是：若某个属性对于未达平衡的反应体系是一个变量，当其达到恒定不变的状态时，即达到了反应的平衡状态。例如：恒容体系中，可逆反应N2（g） + 3H2（g）2NH3（g）达到平衡的标志可以是：压强不再改变（因反应未达平衡时，压强是一变量），可以是气体的平均相对分子量不再改变（反应未达平衡时，平均相对分子量是一变量），但不可以是气体密度不再改变（因反应未达

4、平衡时，气体密度是一恒量）。可逆反应3A（g） + 2B（s）2C（g）+ D（g），恒容条件下达到平衡的标志可以是：密度不再改变，平均相对分子量不再改变，但不可是压强不再改变。2、高中化学反应平衡的判断一、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+3H22N

5、H3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 H2B.同一时间内消耗1 mol N2的同时消耗2 mol NH3C.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

6、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) 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

7、(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) 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

8、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)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

9、)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。3、平衡小结首先我们从平衡状态的定义入手，平衡状态强调两方面：各组分的百分

10、含量保持不变；正反应速率等于逆反应速率。所以我们也从两方面看：例如对于反应A2(g)+B2(g)2AB(g)若说不变，则是指含量，或能表明含量的叙述。可以是：A2、B2、AB的体积分数、物质的量分数、质量分数以及分子数之比不变，A2、B2的转化率不变、体系的温度不变、体系的颜色不变；对于反应前后体积发生变化的反应，还可以是体系平均相对分子质量、压强、总物质的量，密度等不变。若说相等，则是指正逆反应速率相等。例如：生成AB的速率与AB分解的速率相等；单位时间内，A2反应掉的分子数与生成A2的分子数相等；生成B2的速率与反应掉的B2速率不变。有些叙述肯定不对，如：反应掉A2的速率与反应掉B2的相等

11、；A2的浓度与B2的浓度相等；B2与AB的体积分数相等；A2与B2的转化率相等。例、下列方法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是：单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂百分组成HI%=I2%反应速率V(H2)=V(I2)=1/2V(HI)时HIH2I2=221时温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不在变化温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化温度和压强一定时，混合气体密度不再变化解析：不能证明V正=V逆错误。表明V正=V逆，正确。百分组成表明的是

12、浓度，只能说不变，不能说相等，错误。不能表明正逆反应速率相等，错误。浓度应说不变，不能说相等，错误。浓度不变说明已达平衡，正确。此反应前后体积相等，温度和体积一定时，压强不变时，某组分的浓度可能变化，错误。此反应前后体积相等，质量守恒，相对分子质量不变，不能表明平衡混合气体颜色不变，浓度不变，证明已达平衡反应前后体积相等，温度和压强一定时，体积不变，质量守恒，密度不变不能说明已达平衡。答案：练习：在上述的说法中能说明2NO2N2O4达到平衡状态是：答案：4、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

13、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+3H22NH3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 H2B.同一时间内消耗1 mol N2的同时消耗2 mol NH3C.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

14、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

15、(总)/n(总) 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) 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

16、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

17、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)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)

18、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（ ）。AC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 BCA、B、C的浓度不再变化DA、B、C的浓度之比为1：3：22一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡

19、的标志是 （ ）。单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO2(g)单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO(g)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的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABCD3在一定温度下，可逆反应A(g)+B(g)2C(g)达到平衡的标志是（ ）。A、B、C的分子之比为1：1：2A、B、C的浓度不再变化单位时间内生成n mol A的同时生成2n mol C混合气体的压强不再改变的状态A B C D4一定温度下，向a L密闭容器中加入2 mol NO2(g)，在

20、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 NO25：对反应N2+3H22NH3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)NH3C.2V(正)H2=3V(逆)NH3 D.V(正)N2=3V(逆)H26：一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

21、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.D5、化学平衡状态的标志一、化学平衡的标志化学平衡的标志是：；各组分的物质的量、质量、含量保持不变。二、速度与平衡的关系1、，平衡向正反应方向移动。2、，平衡不移动。3、，平衡向逆反应方向移动。三、化学平衡状态的特征逆：研究对象是可逆反应。等

22、：。动：动态平衡。定：达平衡后，各组分的浓度保持不变。变：条件改变，平衡发生移动。同：在外界条件一定时，相当量的反应物和生成物间，不论从正反应开始，还是从逆反应开始，达到的平衡状态是相同的。四、化学平衡状态的判断方法1、达到化学平衡状态的本质标志化学平衡状态的本质标志是：正反应速率等于逆反应速率，但不等于零，是对同一反应物或同一生成物而言。对某一反应物来说，正反应消耗掉反应物的速度等于逆反应生成该反应物的速度。2、达到化学平衡状态的等价标志所谓“等价标志”是指可以间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。（1）与等价的标志同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如：。不同的物质：速率

23、之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如：。可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。化学键断裂情况化学键生成情况。对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。对不同物质而言，与各物质的化学计量数和分子内的化学键多少有关。如：对反应，当有3mol HH键断裂，同时有键断裂，则该反应达到了化学平衡。（2）反应混合物中各组成成分的含量保持不变质量不再改变：各组成成分的质量不再改变，各反应物或生成物的总质量不再改变（不是指反应物的生成物的总质量不变），各组分的质量分数不再改变。物质的量不再改变：各组分的物质的量不再改变，各组分的物质的量分数不再改变，各反

24、应物或生成物的总物质的量不再改变。反应前后气体的分子数不变的反应，如：除外对气体物质：若反应前后的物质都是气体，且化学计量数不等，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。但不适用于这一类反应前后化学计量数相等的反应反应物的转化率、产物的产率保持不变。有颜色变化的体系颜色不再发生变化。物质的量浓度不再改变。当各组分（不包括固体或纯液体）的物质的量浓度不再改变时，则达到了化学平衡状态。五、典型例题例1：在一定温度下，反应达到平衡的标志是（ ）A. 单位时间内生成，同时生成B. 容器内的总压强不随时间变化C. 单位时间内生成，同时生成D. 单位时间内生成

25、同时生成解析：化学平衡的根本原因是正、逆反应速率相等，反应混合物中各组分的百分含量保持不变。A项，单位时间内生成，同时应生成，A项错误。B项，本反应是反应前后化学计量数相等的反应，不管是否反应，也不管是否达到了化学平衡状态，容器内的总压强都不随时间变化，B不能作为判定依据，B项错误。C项，单位时间内生成，说明反应向正向进行，生成，说明反应逆向进行，且物质的量与其反应的化学计量数成正比，C项正确。D项，单位时间内生成，同时生成，不一定是平衡状态，D项错误。答案：C例2：某温度下，容积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：；，下列叙述正确的是（ ）A. 加入少量W，逆反应速率增大B. 当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C. 升高温度，平衡逆向移动D. 平衡后加入X，上述反应的增大解析：A项，W为固体，改变其用量不影响化学反应速率，也不影响化学平衡，A项错误。该反应的反应前后气体物质的物质的量不等，向正反应方向进行时，气体 压强减小，向逆反应方向进行时，气体的压强增大，若压强不变，则证明达到了化学平衡，B项正确。C项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移 动，C项错误。D项，由反应物、生成物能量决定，与反应物的多少无关，D项错误。