化学平衡状态的判断方法

可逆反应达到平衡的判断依据一、从V正=V逆进行判断（1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。（2）用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等但必须符合两方面（i）表示两个不同的方向。（ii）速率之比=化学计量数之比。例1：在一定温度下,可逆反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是（）A.N2的消耗速率等于N2的生成速率B.H2的消耗速率等于N2的生成速率的3倍C.NH3的消耗速率等于N2生成速率的2倍D.单位时间内生成nmolN2,同时生成2nmolNH3E.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成F.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键断裂ABDE二．各组分的百分含量不变——达到平衡正因为v正＝v逆≠0，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变.当化学平衡尚未建立成平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量，若当体系内温度一定时，则标志达到平衡。三、体系温度不变，则达到平衡四、颜色当体系中有色物质的颜色不再改变，则达到平衡。A.NO、O2、NO2分子数目比是2:1:2B.反应混合物中各组成物质的浓度相等C.混合气体的颜色不再发生变化D.反应体系的温度不再发生变化例2：在一定条件下，反应2NO+O22NO2达到平衡的标志（）CD五、对于有气体参与的可逆反应,可根据混合气体的平均相对分子质量、密度、压强是否不再改变来判断反应是否达到平衡。（一）从体系的内部压强考虑：PV=nRT恒容恒温条件下，关键看前后气体分子数的变化！（1）对于非等摩反应，如2SO2+O22SO3总压强若不变，一定可做为平衡标志！（2）对于等摩反应，如H2+I22HI总压强若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。（二）从混合气体平均相对分子质量M考虑总总nmM=若各物质均为气体（1）对于非等摩反应，如2SO2+O22SO3M若不变，一定可做为平衡标志！（2）对于等摩反应，如H2+I22HIM若不变，不能做为平衡标志，因始终不变。（三）从气体密度r考虑vm=r若各物质均为气体恒容：ρ总为恒值，不能做平衡标志。1.在一定温度下，向aL的密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是A、容器内压强不随时间变化B、容器内各物质的浓度不随时间变化C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1：2：2D、单位时间内消耗0.1molX同时生成0.2molZAB【练习】2、在一定温度下，向aL的密闭容器中加入2molNO2(g)发生如下反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，不能作为此反应达到平衡的标志的是A、混合气体的密度不再变化B、混合气体的颜色不再变化C、混合气体的相对分子质量不再变化D、容器内的压强不再变化A【例3】能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：①容器内N2、H2、NH3三者共存②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2④tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2⑤tmin内，生成1molN2同时消耗3molH2⑥某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键⑦容器内质量不随时间的变化而变化⑧容器内压强不随时间的变化而变化⑨容器内密度不再发生变化⑩容器内的平均相对分子质量不再发生变化⑤⑥⑧⑩2、一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化时，能表明该反应达到平衡的是：①混合气体的密度②容器内气体的压强③混合气体总物质的量④B的物质的量浓度A、①④B、②③C、②③④D、只能④A5、判断化学平衡状态的方法⑴项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定平衡平衡平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反应速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolDひ(A)׃ひ(B)׃ひ(C)׃ひ(D)==m׃n׃p׃q5、判断化学平衡状态的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡压强当m+n≠p+q时，总压强一定(其它条件一定)当m+n=p+q时，总压强一定(其它条件一定)混合气体的平均相对分子质量(M)当m+n≠p+q时，M一定当m+n=p+q时，M一定5、判断化学平衡状态的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡密度(ρ)反应物、生成物全为气体，定容时，密度一定反应物、生成物全为气体，m+n≠p+q，等压、等温，气体密度一定时有纯固体或纯液体参加的反应物或生成物，定容时，气体密度一定5、判断化学平衡状态的方法⑷一定平衡一定平衡不一定平衡1.对普通可逆反应以2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为例：(1)各组分物质的量、浓度不发生变化。(2)v(SO2)消耗＝v(SO2)生成。(3)v(SO2)消耗∶v(O2)生成＝2∶1。(4)v(SO2)消耗∶v(SO3)消耗＝1∶1。(5)v(SO3)生成∶v(SO2)生成＝1∶1。总之，若用速率关系表示化学平衡状态，式中既要有正反应速率，又要有逆反应速率，且两者之比等于化学计量数之比。2．对有有色气体存在的反应体系。如H2(g)＋I2(g)2HI(g)和2NO2(g)N2O4(g)等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。3．对有气体存在且反应前后气体的总体积发生改变的反应，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若反应体系的压强不再发生变化、体系中气体的平均相对分子质量不再变化，则说明反应已达平衡状态。对有气体存在且反应前后气体的总体积不发生改变的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应过程中任何时刻体系的压强、气体的物质的量、平均相对分子质量都不变，故压强、气体的物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。4．从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态。(1)断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键。(2)断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键。(3)断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键。(4)生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键。