化學平衡狀態判斷小結

崔小兵

【摘要】化學平衡是在具有逆、等、動、定、變、同的特征下，反應體系中各組成成分的濃度保持不變的狀態。化學反應是否達到平衡的三種標志即本質、等價、特殊三種標志。以及闡述了等效平衡的原理及判斷方法，并通過相應的例題來進一步分析等效平衡的實質。

【關鍵詞】化學平衡 ?狀態 ?判斷

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）05-0146-01

一、化學平衡狀態的概念

在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應體系中各組成成分的濃度保持不變的狀態。

二、化學平衡的特征

1.逆：研究對象是密閉體系的可逆反應。

2.等：正反應速率等于逆反應速率>0。

3.動：化學平衡是動態平衡，即當反應達到平衡時，正反應和逆反應仍都在進行。

4.定：反應混合物中，各組分的濃度或百分含量保持一定。

5.變：化學平衡狀態是有條件的、相對的、暫時的，改變影響平衡的條件，平衡會被破壞，直至達到新的平衡。

6.同：在恒溫恒容時，根據化學方程式的化學計量關系，采用極限思維的方法，換算成反應物或生成物后，若對應各物質的物質的量相同時，達到平衡后平衡狀態相同。

三、化學平衡的標志（可作為化學反應是否達平衡的判斷依據）

1.本質標志

對給定的反應：mA+nB？葑pC + qD（A、B、C、D均為氣體），當v正 = v逆時，有：

即：■

2.等價標志

（1）可逆反應的正、逆反應速率不再隨時間發生變化。

（2）體系中各組成的物質的量濃度或體積分數、物質的量分數保持不變。

（3）對同一物質，單位時間內該物質所代表的正反應的轉化濃度和所代表的逆反應的轉化濃度相等。

3.特殊標志

“特殊標志”是指在特定環境、特定反應中，能間接衡量某一可逆反應是否達到化學平衡狀態的標志。離開特殊界定，一般不能作為反應是否達到化學平衡的判斷依據。

（1）氣體平均摩爾質量

①若各物質均為氣體參與的可逆反應：

ⅰ.當△n（g）≠0，■一定時，可逆反應一定處于化學平衡狀態。

ⅱ.當△n（g）=0，■為一定時，可逆反應不一定處于化學平衡。

② 有非氣體參與的可逆反應，需具體問題具體分析。

（2）壓強（有氣體參與）

①當△n（g）≠0， 體系總壓強不變時（其他條件一定），一定處于化學平衡狀態。

②當△n（g）=0，體系總壓強不變時（其他條件一定），不一定處于化學平衡狀態。

（3）氣體密度

（4）體系中氣體的顏色

反應體系內有色物質的顏色穩定不變，一般達化學平衡。

四、等效平衡原理及規律

（一）等效平衡的概念：一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓），對同一可逆反應體系，由于起始有關物質的量“相當”，無論從正反應還是逆反應開始，均能達化學平衡，且平衡時，任何相同組分的含量都相同的化學平衡互稱等效平衡。

（二）等效平衡的判斷：使用“一邊倒”的方法將各種情況變換成同一反應物或生成物，然后觀察有關物質的數量是否相當。

1.恒溫恒容的等效平衡

①在恒溫恒容條件下，對于反應前后氣體體積改變可逆反應，改變起始加料情況，若通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊物質（一邊倒），其物質的量與原平衡對應相同，則二平衡等效（全等效）。

②在恒溫恒容條件下，對于反應前后氣體體積不變的可逆反應，改變起始加料情況，通過一邊倒處理，若反應物（或生成物）的物質的量與原平衡各物質對應成比例，則二平衡等效（相似等效）。

2.恒溫恒壓的等效平衡

在恒溫恒壓條件下，對于任何有氣體參加的可逆反應，若改變起始加入情況，通過一邊倒處理，若反應物（或生成物）的物質的量與原平衡各物質對應成比例，則二平衡等效（相似等效）。

【例題】在恒溫恒容的密閉容器中，對于N2+3H2？葑2NH3的反應，達到平衡狀態的標志是（ ? ? ? ）

A.生成NH3的速率與NH3的分解速率相等

B.斷開一個■鍵的同時有6個N—N鍵生成

C.N2、H2、NH3的百分含量不再變化

D.總壓強不變

E.N2、H2、NH3的分子數之比為1︰3︰2的狀態

F.N2、H2、NH3的濃度相等

G.N2、H2不再起化學反應

H.3v （N2）= v （H2）

I.混合氣體的密度不再改變

J.混合氣體的平均相對分子質量不再改變

K.容器內氣體顏色不再改變

【講析】判斷一個可逆反應是否達到化學平衡狀態，要從兩方面考慮：①v正=v逆≠0;②混合物各成分濃度不再改變，只要符合其一，則達平衡狀態，A選項符合v正=v逆≠0;C、D、J項符合混合物各成分的濃度不變;B選項只知正反應速率而不知逆反應速率，無法判斷;分子數之比或是分子濃度相等不能說明分子濃度不再改變，所以E、F無法判斷;G項違背了平衡的特征——動態平衡;H項始終滿足此關系，不能說明v正=v逆;I項氣體總質量不變，只要總體積不變，則密度總是不變。氣體均為無色，顏色始終不變，K錯誤。

【答案】A、C、D、J

【點評】化學平衡的本質標志是v正=v逆≠0;而化學平衡造成的結果是各成分的濃度保持不變，符合則達到化學平衡，否則不平衡。