高中化學可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志及判斷
對于想要在高中化學考試中取得好成績的人來說，一定要復習好高中化學的可逆反應平衡狀態(tài)，這也是高中化學考試中必考的知識點。下面是學習啦小編為您整理的化學可逆反應達到平衡狀態(tài)，希望對您有所幫助!
化學可逆反應達到平衡狀態(tài)
在一定條件下的可逆反應里，當正反應速率與逆反應速率相等時，反應物和生成物的物質的量濃度不再發(fā)生改變的狀態(tài)，叫化學平衡狀態(tài)。其特點有：
(1)“逆”：化學平衡研究的對象是可逆反應。
(2)“等”：化學平衡的實質是正、逆反應速率相等，即：v(正) = v(逆)。
(3)“動”：v(正) = v(逆) ≠0
(4)“定”：平衡體系中，各組分的濃度、質量分數及體積分數保持一定(但不一定相等)，不隨時間的變化而變化。
(5)“變”：化學平衡是在一定條件下的平衡，若外界條件改變，化學平衡可能會分數移動。
(6)“同”：在外界條件不變的前提下，可逆反應不論采取何種途徑，即不論由正反應開始還是由逆反應開始，最后所處的平衡狀態(tài)是相同的，即同一平衡狀態(tài)。
可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志及判斷方法如下：
以mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g)為例：
化學可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志
一、直接標志：
?、偎俾赎P系：正反應速率與逆反應速率相等，即：A消耗速率與A的生成速率相等，A消耗速率與C的消耗速率之比等于m : p;
?、诜磻w系中各物質的百分含量保持不變。
二、間接標志：
?、倩旌蠚怏w的總壓強、總體積、總物質的量不隨時間的改變而改變(m + n ≠ p + q);
?、诟魑镔|的濃度、物質的量不隨時間的改變而改變;
?、鄹鳉怏w的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變。
對于密閉容器中的可逆反應：mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g)是否達到平衡還可以歸納如下表：
化學可逆反應達到平衡狀態(tài)例題
【例題1】可逆反應：2NO2(g)2NO(g) + O2(g)，在體積固定的密閉容器中，達到平衡狀態(tài)的標志是
?、?單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
?、?單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
?、?用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2 : 2 : 1的狀態(tài)
?、?混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤ 混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
?、?混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)
?、?混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
解析：①單位時間內生成n mol O2必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2時，必消耗n mol O2，能說明反應達到平衡;②不能說明;③中無論達到平衡與否，化學反應速率都等于化學計量系數之比;④有顏色的氣體顏色不變，則表示物質的濃度不再變化，說明反應已達到平衡;⑤體積固定，氣體質量反應前后守恒，密度始終不變;⑥反應前后△V ≠ 0，壓強不變，意味著各物質的含量不再變化;⑦由于氣體的質量不變，氣體的平均相對分子質量不變時，說明氣體中各物質的量不變，該反應△V ≠ 0，能說明該反應達到平衡。
答案：A
點撥：化學平衡狀態(tài)的根本標志是：①v(正) = v(逆)，②各組分百分含量不變。在解題時要牢牢抓住這兩個根本標志，并明確氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質量的變化與根本標志的關系，才能全面分析，正確作答。
【例題2】在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應X2(g) + Y2(g)2XY(g)已達到平衡的是：
A.容器內的總壓不隨時間變化
B.容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變化
C.XY氣體的物質的量分數不變
D.X2和Y2的消耗速率相等
解析：該反應的特點：首先是可逆反應，其次是反應前后氣體體積相等。根據壓強之比等于氣體物質的量之比的推斷，該反應在整個反應過程中總壓強是不變的，A不能說明該反應已經達到平衡。同理推斷，容器中氣體的平均相對分子質量始終不隨時間變化，B不能說明該反應已經達到平衡。X2和Y2的化學計量數相等，其消耗速率始終相等，D不能說明該反應已經達到平衡。C選項符合題意，能說明該反應已經達到平衡。
答案：C
點撥：結合化學反應方程式的特點，反應前后系數不變，正確利用直接標志與間接標志判斷。
【例題3】在一定溫度下可逆反應A(g) + 3B(g)2C(g)達到平衡的標志是：
A.C的生成速率與C的分解速率相等
B.單位時間生成n mol A，同時生成3n mol B
C.A、B、C的濃度不再發(fā)生變化
D.A、B、C的分子個數比為1 : 3 : 2
解析：化學平衡的標志是正反應速率與逆反應速率相等，C的生成速率是正反應速率，C的分解速率是逆反應速率，因此A選項正確;A、B、C的濃度不再發(fā)生變化，是平衡狀態(tài)的宏觀表現，因此選項C正確;B選項中由于A、B都是逆反應速率，與正反應無關，因此錯誤;A、B、C的分子個數比為1 : 3 : 2的偶然存在性，不能作為判斷平衡標志的依據。
答案：A、C
點撥：化學平衡的標志①： v(正) = v(逆);②反應混合物中各組分的濃度和含量不變。用速率描述時，一定要注意一“正”、一“逆”，且相等。
【練習1】對于可逆反應2HI(g)I2(g) + H2(g)，下列敘述能夠說明已達到平衡狀態(tài)的是
A.各物質的量的濃度比2 : 1: 1
B.容器內的總壓不隨時間變化
C.斷裂2 mol H-I鍵的同時生成1 mol I-I鍵
D.混合氣體的顏色不再變化時
答案：D
點撥：該反應的特點是反應前后氣體物質的化學計量系數和相等，因此壓強始終保持不變;因此B選項錯誤;在反應過程中的任意時刻斷裂2 mol H-I鍵的同時生成1 mol I-I鍵，因此C選項錯誤。
【練習2】在恒容密閉容器中，不能作為反應2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)達到平衡的標志是：
A.混合氣體的分子數之比為2 : 1: 2
B.混合氣體的壓強不再發(fā)生變化
C.混合氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生變化
D.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
答案：A、D
點撥：A選項是在特殊情況下出現的情況，B、C選項均說明混合氣體的物質的量不再變化，D選項利用公式d= m/V，m、V不變，所以密度一直不變。
【練習3】在一定溫度下的密閉容器中，當物質的下列物理量不再變化時，表明反應
A(s) + 2B(g)C(g) + D(g)已達到平衡的是
A. 混合氣體的壓強 B. 混合氣體的密度
C. B的物質的量濃度 D. 氣體的總物質的量
解析：題給反應是一個反應前后氣體分子總數不變的可逆反應。顯然混合氣體壓強和總的物質的量始終保持不變，不能用來判斷反應是否達到平衡;由于A是固體，所以密度是一個變化量，那么B的濃度也是一個變化量，因此當混合氣體的密度、B的物質的量濃度不再變化時，說明反應已達平衡。
答案：B、C
四：應注意的問題：
(1)正逆反應速率相等與反應混合物中各組分的百分含量均保持不變是判斷化學平衡狀態(tài)的基本方法。這兩個關系中的任何一個都可以單獨用作判斷化學反應是否達到平衡狀態(tài)的標準。
(2)在mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g)反應中，
v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q，在應用v(正) = v(逆)判斷化學平衡狀態(tài)時要充分注意這一點。
(3)化學平衡狀態(tài)中，反應混合物里各組成成分的濃度(或百分比含量)保持不變，但是反應混合物里各組成成分的濃度(或百分含量)保持不變的化學反應狀態(tài)并不一定是化學平衡狀態(tài)。因此，在應用反應混合物里各組成成分的濃度、百分含量、物質的顏色、氣體的壓強、氣體的密度、氣體的平均摩爾質量等判斷化學平衡狀態(tài)時，一定要慎重。
(4)向氣相化學平衡體系加入惰性氣體以后，化學平衡是否被破壞，要按照“增大氣體壓強，化學平衡向氣體體積縮小的反應方向移動;減小壓強化學平衡向氣體體積擴大的反應方向移動”的原則作分析判斷。
(5)物質的化學變化都伴隨著能量的變化。處在絕熱容器內的可逆反應，當體系內的溫度恒定時，化學反應的狀態(tài)是平衡狀態(tài)。
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