逍遥右脑 2018-11-29 14:20
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