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化学反应平衡的判断

核心导读: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

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+3H22NH3而言,以下不能说明反应达平衡的是(    )。

 

A.同一时间内消耗1 mol N2的同时生成3 mol H2

 

B.同一时间内消耗1 mol N2的同时消耗2 mol NH3

 

C.1 mol氮氮三键断裂的同时,6 mol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1 mol N2描述的是正反应,生成3 mol H2描述的是逆反应。(根据方程式生成3 mol H2的同时一定生成1 mol N2),所以A可以说明该反应达平衡。

 

B中消耗1 mol N2描述的是正反应,消耗2 mol NH3描述的是逆反应;

 

(根据方程式消耗2 mol NH3的同时一定生成1 mol N2),所以B可以说明该反应达平衡

 

C中1 mol氮氮三键断裂描述的是正反应,6 mol氮氢键断裂描述的是逆反应;

 

(根据方程式6 mol氮氢键断裂的同时一定生成1 mol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12 g/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12 g,其气体的物质的量增加1 mol,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12 g,其气体的物质的量减少1 mol,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12 g/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12 g,其气体的物质的量增加1 mol,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12 g,其气体的物质的量减少1 mol,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n mol A,同时生成3n mol B

 

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n mol O2的同时生成2n NO2(g)

 

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO(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n mol A的同时生成2n mol C

 

④混合气体的压强不再改变的状态

 

A.①②          B.①④            C.②③             D.②④

 

4.一定温度下,向a L密闭容器中加入2 mol NO2(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2n NO的同时生成2n NO2

 

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)H2                         B.V(正)N2=V(逆)NH3

 

C.2V(正)H2=3V(逆)NH3                      D.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.C  2.A   3.C   4.D   5.C   6.B        7.D


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