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1molN2的同时生成3molH2
B.同一时间内消耗1molN2的同时消耗2molNH3
C.1mol氮氮三键断裂的同时,6mol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1molN2描述的是正反应,生成3molH2描述的是逆反应。(根据方程式生成3molH2的同时一定生成1molN2),所以A可以说明该反应达平衡。
B中消耗1molN2描述的是正反应,消耗2molNH3描述的是逆反应; (根据方程式消耗2molNH3的同时一定生成1molN2),所以B可以说明该反应达平衡 C中1mol氮氮三键断裂描述的是正反应,6mol氮氢键断裂描述的是逆反应; (根据方程式6mol氮氢键断裂的同时一定生成1mol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12g/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12g,其气体的物质的量增加1mol,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12g,其气体的物质的量减少1mol,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12g/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12g,其气体的物质的量增加1mol,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12g,其气体的物质的量减少1mol,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nmolA,同时生成3nmolB 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nmolO2的同时生成2nNO2(g) ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nNO(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nmolA的同时生成2nmolC ④混合气体的压强不再改变的状态 A.①② B.①④C.②③D.②④ 4.一定温度下,向aL密闭容器中加入2molNO2(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2nNO的同时生成2nNO2 5:对反应N2+3H22NH3而言,以下能说明反应达平衡的是()。 A.3V(正)N2=V(正)H2B.V(正)N2=V(逆)NH3 C.2V(正)H2=3V(逆)NH3D.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.C2.A3.C4.D5.C6.B7.D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1molN2的同时生成3molH2
B.同一时间内消耗1molN2的同时消耗2molNH3
C.1mol氮氮三键断裂的同时,6mol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1molN2描述的是正反应,生成3molH2描述的是逆反应。(根据方程式生成3molH2的同时一定生成1molN2),所以A可以说明该反应达平衡。
B中消耗1molN2描述的是正反应,消耗2molNH3描述的是逆反应; (根据方程式消耗2molNH3的同时一定生成1molN2),所以B可以说明该反应达平衡 C中1mol氮氮三键断裂描述的是正反应,6mol氮氢键断裂描述的是逆反应; (根据方程式6mol氮氢键断裂的同时一定生成1mol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12g/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12g,其气体的物质的量增加1mol,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12g,其气体的物质的量减少1mol,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12g/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12g,其气体的物质的量增加1mol,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12g,其气体的物质的量减少1mol,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nmolA,同时生成3nmolB 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nmolO2的同时生成2nNO2(g) ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nNO(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nmolA的同时生成2nmolC ④混合气体的压强不再改变的状态 A.①② B.①④C.②③D.②④ 4.一定温度下,向aL密闭容器中加入2molNO2(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2nNO的同时生成2nNO2 5:对反应N2+3H22NH3而言,以下能说明反应达平衡的是()。 A.3V(正)N2=V(正)H2B.V(正)N2=V(逆)NH3 C.2V(正)H2=3V(逆)NH3D.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.C2.A3.C4.D5.C6.B7.D