高考中化學平衡的標志試題研究

張永根

【摘要】 化學平衡高中化學教學中的重點和難點，也是高考的熱點。化學平衡的標志判斷方法：1、V正=V逆。2、反應混合物中各組分的濃度保持不變。3、當反應未達到化學平衡時，某物理量發(fā)生變化，當該物理量保持不變時，則說明反應已達平衡；當反應未達到化學平衡時，某物理量不發(fā)生變化，當該物理量保持不變時，則不能說明反應達到平衡。對這三點需正確理解其涵義。

【關鍵詞】 化學平衡 標志 判斷

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2018）08-154-01

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化學平衡高中化學教學中的重點和難點，也是高考的熱點。其中關于化學平衡的標志，即是否達到化學平衡狀態(tài)的判斷方法是學生必須要掌握的。本文將對化學平衡的標志進行總結與例析，供參考。

一、化學平衡的涵義：

在一定條件下的可逆反應，當正反應和逆反應速率相等時，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)叫化學平衡狀態(tài)。它的建立與反應途徑無關，從正反應或逆反應開始或任意中間狀態(tài)都可以建立相同的平衡狀態(tài)。

上述概念中的V正=V逆它的具體含義有兩個方面：（1）用同一種物質(zhì)來表示反應速率時，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。即單位時間內(nèi)生成與消耗某反應物（生成物）的量（物質(zhì)的量、分子個數(shù)、質(zhì)量）相等。（2）用不同種物質(zhì)來表示反應速率時，速率不一定相等但必須符合兩方面：①表示兩個不同的方向；②速率之比=濃度的變化量之比=物質(zhì)的量的變化量之比=化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。

反應混合物中各組分的濃度保持不變：其含義有混合體系中各組成成分的物質(zhì)的量、質(zhì)量，物質(zhì)的量濃度，各成分的百分含量（體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)）均保持不變；由此還可推知：各成分的轉(zhuǎn)化率、體系總壓強、混合氣體的密度、混合氣體的顏色（如果有顏色的話）、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、體系的溫度（隔熱反應）等不再隨時間變化而變化。

二、化學平衡的標志或是否達平衡的判斷方法

化學平衡的標志判斷涉及的知識面廣，具有很強的靈活性，是高中化學教學中的重點和難點，也是高考的熱點之一，主要以選擇題的形式進行考查。判斷的方法很多，現(xiàn)歸納為以下三點：

從化學平衡的定義可以得到兩點：

1、V正=V逆

說明：

（1）、用同一種物質(zhì)來表示反應速率時：該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等；

（2）用不同種物質(zhì)來表示反應速率時：

若同為反應物或產(chǎn)物，應方向相反，即一種生成，另一種分解，且速率之比=化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。若一為反應物，另一為產(chǎn)物，則均為分解或生成，且速率之比=化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。

2、反應混合物中各組分的濃度保持不變。

說明：物質(zhì)的量、質(zhì)量、各成分的百分含量（體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)）、各成分的轉(zhuǎn)化率保持不變均可作為達到平衡的標志。

3、當反應未達到化學平衡時，某物理量發(fā)生變化，當該物理量保持不變時，則說明反應已達平衡；當反應未達到化學平衡時，某物理量不發(fā)生變化，當該物理量保持不變時，則不能說明反應達到平衡。這里的物理量可以是濃度、溫度、壓強、物質(zhì)的量、質(zhì)量、各成分的百分含量、各成分的轉(zhuǎn)化率、反應體系的顏色等等。

現(xiàn)舉例說明如下：

例1、在一定溫度一定體積的容器中發(fā)生

下列與說法中，能證明該反應已達到平衡的標志的是（ ）

A、NH3生成的速率和NH3分解的速率相等

B、N2的分解速率和NH3的生成速率相等

C、單位時間內(nèi)拆開1molN≡N鍵的同時，拆開6molN-H鍵

D、2v正（H2）=3v逆（NH3）

E、N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2

F、N2、H2、NH3的濃度不再改變

G、N2的體積分數(shù)不隨時間變化

H、NH3的物質(zhì)的量保持不變

I、容器內(nèi)平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化

J、混合氣體的密度不隨時間變化

K、容器內(nèi)的壓強不隨時間變化

解析：

依據(jù)1分析、V正=V逆可知：A、C、D正確，B描述的均為正反應速率，B錯

依據(jù)2分析：F、G、H正確，N2、H2、NH3的濃度之比等于系數(shù)之比1：3：2時，不一定平衡，E錯

依據(jù)3分析：I、未達到化學平衡時，N2、H2、NH3的物質(zhì)的量改變，氣體總的物質(zhì)的量發(fā)生改變，因而容器內(nèi)平均相對分子質(zhì)量將發(fā)生變化，當容器內(nèi)平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化時則達到平衡，I對。同理K對。

J、未達到化學平衡時，由于混合氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總體積不變，因而密度不變，所以當混合氣體的密度不隨時間變化時，不能說明反應達到平衡，J錯。

綜上所述，A、C、D、F、G、H、I、K正確。

例2、下列方法中可以證明2HI（g） H2（g）+I2（g）已達平衡狀態(tài)的是：

A.單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolHI

B.一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂

C.百分組成HI%=I2%

D.反應速率V（H2）=V（I2）=1/2V（HI）時

E.HI、H2、I2的濃度比為2∶2∶1時

F.溫度和體積一定時，某一生成物的濃度不再變化

G.溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化

H.條件一定時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

I.溫度和體積一定時，混合氣體顏色不再變化

J.溫度和壓強一定時，混合氣體密度不再變化

解析：

依據(jù)1分析：V正=V逆可知：B正確，A描述的為正逆反應速率，用不同物質(zhì)表示時速率之比=化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比，A錯。D描述的未指明是正反應速率，還是逆反應速率，D錯

依據(jù)2分析：F正確，C中HI、I2的百分含量一定說明平衡，但不是相等，C錯。E中HI、H2、I2的濃度相等時說明平衡，但濃度比不一定要等于系數(shù)比，E錯。

依據(jù)3分析：

G、當溫度和體積一定時，反應前后氣體的物質(zhì)的量保持不變，因而容器內(nèi)壓強不變，現(xiàn)容器內(nèi)壓強不變不能說明達到化學平衡，G錯。

H、該反應前后氣體的物質(zhì)的量保持不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化，因而條件一定時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不在變化時，不能說明達到化學平衡，H錯。

同理可分析得到I對，J錯。

綜上所述，B、F、I正確。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]人教版《化學》必修2.