“三關注”“一不變”輕松突破化學平衡狀態的判斷

羅士富

化學平衡狀態的判斷經常出現在考題中，且以不定項的選擇題形式考察，筆者對此部分內容歸納出“三關注”“一不變”輕松突破化學平衡狀態的判斷。

化學平衡狀態判斷“三關注”：

關注反應條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器;關注反應特點，是等體積反應，還是非等體積反應;關注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。

化學平衡狀態判斷“一不變”—變量不變：

若在化學平衡中某物理量數值隨平衡的移動時刻在變化，則把此物理量稱為變量，若在化學平衡中某物理量數值隨平衡的移動始終不變，則把此物理量稱為“常量”，由變量變成了不變量，則表明該可逆反應達到平衡狀態;若物理量為“常量”，則不能作為平衡判斷的標志。

1.恒溫恒容條件下

例1 在恒溫恒容密閉容器中加入一定量氨基甲酸銨發生分解反應：

NH2COONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）

可以判斷反應達到平衡狀態的是（）。

A.若2v（NH3）=v（CO2），則該反應達到平衡狀態

B.密閉容器中氣體的密度不變，則該反應達到平衡狀態

C.密閉容器中氨的物質的量分數不變，則該反應達到平衡狀態

D.密閉容器中氣體的平均摩爾質量不變，則該反應達到平衡狀態

解析用不同物質描述化學反應達到平衡必須是異向的反應速率關系，且速率之比等于化學計量數比，0正（NH3）=2v（CO2），A不符合題意;密閉容器中氣體的密度p=m/V，氣體的質量未達到平衡時為變量，而體積不變，因此密度是變量，當變量不變時，反應達到平衡，B符合題意;物質的量分數一般可以作為平衡判斷的依據，但是在此題中不能作為平衡判斷的依據，因為此平衡從反應物方向建立，且都是固體，生成物NH3和CO2物質的量之比始終為2：1，物質的量分數是常量，不能作為平衡判斷依據，C不符合題意;平均摩爾質量M=m/n=M1xn1%+M2xn2%，由于物質的量分數不變，M1，M2為定值，因此平均摩爾質量為常量，不能作為平衡的依據，D不符合題意。答案：B

例2 在一固定容積的密閉容器中充入2 mol和3molB發生可逆反應：

2A（s）+3B（g）→C（g）+2D（g）

可以判斷反應達到平衡狀態是（）。

A.密閉容器中氣體的壓強不變

B.密閉容器中氣體的密度不變

C.C和D的濃度比為1：2

D.B和C的濃度比不變

解析物質A是固體，且此反應是等體積的可逆反應，氣體的總物質的量，總壓強不變，是一個常量，不能作為平衡判斷依據，A不符合題意，B符合題意（參考例1B選項），C和D是生成物濃度之比始終為1：2，是一個常量，不能作為判斷依據，C不符合題意;在反應過程中B的濃度逐漸減小而C的濃度逐漸增大，B和C的濃度比時刻在變，是一個變量，當B和C的濃度比不變時，反應達到平衡，D符合題意，C和D很相似但又不同，要注意區分。答案：BD

2.恒溫恒壓條件下

例3 在一定溫度下的恒壓密閉容器中，當下列物理量不變時：①混合氣體的壓強;②混合氣體的密度;③混合氣體的總物質的量;④混合氣體的平均相對分子質量;⑤混合氣體的顏色;⑥某種氣體的百分含量。

（1）能說明

I2（g）+H2（g）-2HI（g）

達到平衡狀態的是。（填序號，下同）

（2）能說明

2NO2（g）-N2O4（g）

達到平衡狀態的是。

解析反應（1）是全部氣體參與的等體積反應，且是恒壓條件，反應前后氣體的總物質的量不變，總體積不變，總質量不變，因此，混合氣體的①壓強、②密度、③總物質的量、④平均相對分子質量均是常量，不能作為判據，而⑤混合氣體的顏色與I2（g）的濃度大小有關，當顏色不變就是I2（g）濃度不變，反應達到平衡，⑥某種氣體的百分含量不變反應達到平衡，答案：⑤⑥。由于反應（2）是全部氣體參與的不等體積反應，且是恒壓條件，反應前后氣體的總物質的量改變，總體積改變，總質量不變，因此，混合氣體的①壓強不變不能作為判據，而②密度、③總物質的量、④平均相對分子質量均是變量，能作為判據，而⑤混合氣體的顏色與NO2（g）的濃度大小有關，當顏色不變就是NO2（g）濃度不變，反應達到平衡，⑥某種氣體的百分含量不變反應達到平衡，答案：②③④⑤⑥。

3.絕熱容器中

例4 若在恒壓絕熱容器中發生反應：

N2（g）+3HH2（g）2NH3（g）ΔH<0 下列表明反應一定已達平衡狀態的是（）。

A.容器內的溫度不再變化

B.容器內的壓強不再變化

C.相同時間內，斷開H—H的數目和生成N-H的數目相等

D.容器內氣體的濃度c（N2）：c（H2）：c（NH3）=1：3：2

解析已知反應為放熱反應，當容器內的溫度不變時，平衡不再移動，達到平衡狀態，A項符合題意;反應在恒壓條件下進行，反應前后壓強不變，B項不符合題意;斷開H—H和生成N—H均指正反應方向，不能判斷是否達到平衡狀態，C項不符合題意;當c（N2）：c（H2）：c（NH3）=1：3：2 時，無法證明正、逆反應速率相等，即無法判定是否達到平衡狀態，D項不符合題意。答案：A

（收稿日期：2022—04—13）2B071A68-9D2F-4F21-BBA3-A0E3002DFBF6