判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法

覃芳蘭

【關(guān)鍵詞】可逆；平衡；正逆；變量

【中圖分類號】G642.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）07-0289-01

一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化，其中正逆相等指的是速率必須是一個正反應(yīng)速率，一個逆反應(yīng)速率，且經(jīng)過換算后同一物質(zhì)的減少速率和生成速率相等；變量不變指的是如果一個量是隨著反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)不變時為平衡狀態(tài)；一個隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。

例1：可逆反應(yīng)：2NO22NO+O2在體積固定的密閉容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（ ）

①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2；②用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率比為2：2：1的狀態(tài)；③混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)；④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)；⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變的狀態(tài)；⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)

A.①②③④ B.③④⑤⑥ C.①③⑤⑥ D.全部

解析：①生成O2為正向，生成NO2為逆向，當(dāng)生成 nmolO2的同時，消耗了2nmolNO2，即對于NO2來說，正逆相等，正確；②速率比未說明是否為可逆，錯誤；③ NO2為有色氣體，當(dāng)混合氣體的顏色不再改變，即NO2的濃度不再發(fā)生不變，即變量不變，正確；④該反應(yīng)中，體積不變，氣體的總質(zhì)量不變，密度恒定，錯誤；⑤氣體的總質(zhì)量m（總）不變，n（總）變，m（總）/ n（總）不變，即變量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，正確；⑥由PV=nRT中，T、V恒定，R為常數(shù)，n（總）為變量，P（總）也是變量，混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，即變量不變，正確；選C。

例2：一定溫度下在容積恒定的密閉容器中，進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：A（s）+2B（g） C（g）+D（g），下列敘述能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（ ）

①混合氣體的密度不再變化時②容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化時③混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化時④B的物質(zhì)的量濃度不再變化時⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)⑥當(dāng)v正（B）=2v逆（C）

A.①④⑤⑥ B.②③⑥ C.②④⑤⑥ D.只有④

解析：①該反應(yīng)中，體積不變，氣體的總質(zhì)量變化，密度恒定，即變量不變，正確；②由PV=nRT中，T、V恒定，R為常數(shù)，n（氣總）為恒量，P（總）也是恒量，錯誤；③反應(yīng)方程式中，物質(zhì)的量總是與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，該反應(yīng)中，反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)不變，n（氣總）為恒量，由PV=nRT中，T、V恒定，R為常數(shù)，n（氣總）為恒量，P（總）也是恒量，錯誤；④B為反應(yīng)物，濃度不斷減少，當(dāng)B的物質(zhì)的量濃度不再變化，即變量不變，正確；⑤氣體的總質(zhì)量m（總）為變量，n（總）不變，m（總）/ n（總）不變，即變量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，正確；⑥因 v正（B）= 2v正（C），當(dāng)v正（B）=2v逆（C），即v正（C） =v逆（C），正逆相等，正確；選A。

（2017全國3卷，28）（4）298 K時，將20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO3-3（aq）+I2（aq）+2OH-（aq）（aq）+2I-（aq）+ H2O（l）。溶液中c（AsO3-4）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系如圖所示。

①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是__________（填標(biāo)號）。

a.溶液的pH不再變化 b.v（I-）=2v（AsO3-3）

c.c（AsO3-4）/c（AsO3-3）不再變化/c（）不再變化d.c（I-）=y mol·L-1

解析：a.由反應(yīng)方程式可知，堿參與反應(yīng)，溶液的pH會發(fā)生變化，溶液的pH不再變化 即變量不變，正確；b.速率不一定正逆，錯誤；c.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，c（AsO3-4）的濃度增大， c（AsO3-3）的濃度減小，c（AsO3-4）/c（AsO3-3）不再變化，即變量不變，正確；d.由圖像可知，平衡時c（AsO3-4）=y mol·L-1，c（I-）=2y mol·L-1，錯誤；選a、c。

（2018北京豐臺區(qū)調(diào)研）能源問題是人類社會面臨的重大課題，甲醇是未來重要的能源物質(zhì)之一。一定條件下，恒溫密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）。下列能充分說明該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是（ ）

A.正逆反應(yīng)速率都等于零 B.CO、H2 、CH3OH的濃度不在變化

C. CO、H2 、CH3OH的濃度相等 D. CO、H2 、CH3OH在密閉容器中共存

解析：可逆反應(yīng)，平衡時速率不可能為0，A錯；CO、H2 、CH3OH的濃度在反應(yīng)過程發(fā)生變化，濃度不變，即變量不變，B正確；濃度相等不能說明變量不變，C錯；CO、H2 、CH3OH在密閉容器中共存，只能說明是可逆反應(yīng)，D錯；選B。

參考文獻(xiàn)

[1]導(dǎo)與練-化學(xué)，二輪復(fù)習(xí)[J].人民教育出版社，2019.

[2]導(dǎo)與練-化學(xué)，一輪復(fù)習(xí)[J].人民教育出版社，2019.

[3]王明召，高盤良，王磊.化學(xué)反應(yīng)原理 選修四[J].山東科學(xué)技術(shù)出版，2015.7.