化學平衡狀態的判斷技巧

◇ 甘肅 李宏瑞

化學平衡狀態的判斷技巧

◇ 甘肅 李宏瑞

化學反應是否達到平衡狀態是高考的高頻考點,也是學生學習化學平衡的難點和易錯點,化學平衡狀態是在一定條件下,當正、逆2個方向的反應速率相等時,反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度可以保持恒定的狀態.換而言之,化學反應達到平衡狀態時,正、負反應速率必定相等,混合物中各物質的濃度必定保持恒定.因此,化學反應是否達到平衡狀態必然要從速率相等和反應混合物中各物質的濃度必定保持恒定入手,可以用“等”和“定”判斷化學平衡狀態.

1 “等”的角度

1)不同種物質.

大小相等:速率之比等于化學計量數之比.

方向相反:正反應、逆反應.

2)同種物質:消耗量等于生成量.

例1 H2(g)＋I2(g)?2HI(g)已經達到平衡狀態的標志是( ).

A 單位時間內生成nmolH2的同時生成2n molHI;

B 單位時間內生成nmolH2的同時生成nmolI2;

D 1個H—H鍵斷裂的同時有2個H—I鍵斷裂

選項A,大小相等,方向相反(生成H2,逆反應;生成HI,正反應),正確.選項B,大小相等,方向相同(逆反應),錯誤.選項C,大小相等(速率之比等于化學計量數之比),沒有明確方向,錯誤.選項D,大小相等,方向相反(H—H鍵斷裂,正反應; H—I鍵斷裂,逆反應),正確.答案為A、D.

2 “定”的角度

方法:變值不變.變值(到達平衡過程中反應混合物中各組分或體系的量為變值)→不變(達平衡后).

例2 H2(g)＋I2(g)?2HI(g)已經達到平衡狀態的標志是( ).

A 溫度和體積一定時,c(H2)的濃度不再變化;

B 溫度和體積一定時,容器內壓強不再變化;

C 條件一定,混合氣體的平均相對分子質量不再變化;

D 溫度和體積一定時,混合氣體的顏色不再變化;

E 溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變化

達到平衡過程中c(H2)是變值,達到平衡后c(H2)不變,符合變值不變.選項A正確.恒溫、恒容下,容器內的壓強與氣體的總物質的量成正比.因達到平衡過程中氣體的總物質的量是定值,故達到平衡過程中容器內的壓強也是定值,不符合變值不變,選項B錯誤.混合氣體的平均相對分子質量M＝達到平衡過程中,混合氣體的質量是定值(質量守恒);總物質的量也是定值,故混合氣體的平均相對分子質量是定值,不符合變值不變,選項C錯誤.恒溫、恒容下:H2(g)無色、I2(g)有色、HI(g)無色,故在達到平衡過程中混合氣體的顏色是變值,達到平衡后顏色不變,符合變值不變,選項D正確.混合氣體的密度恒溫恒壓時,氣體體積之比等于氣體物質的量之比,達到平衡過程中,混合氣體的質量是定值,總物質的量也是定值(混合氣體的體積也是定值),故混合氣體的密度為定值,不符合變值不變,選項E錯誤.答案為A、D.

總之,用“等”和“定”來判斷化學平衡狀態的關鍵就在于如何用好這2個字.用“等”字判斷要注意:正反應速率等于逆反應速率且不等于零.對于同一物質而言,該物質的生成速率等于消耗速率;對于不同物質而言,速率之比等于化學計量數之比但必須是不同方向的速率.用“定”判斷的關鍵就是達到平衡過程中能變的量保持不變,就說明已達到平衡狀態.具體判斷時要注意反應前后各物質的狀態及反應前后氣體的化學計量數是否相等;如果考慮到氣體總體積或氣體總壓強或氣體的平均密度時應該看清反應容器是恒溫、恒容還是恒溫、恒壓.

化學平衡狀態在高考中主要考查的內容有化學反應速率、化學平衡狀態、化學平衡常數、化學平衡移動原理及化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用.該題型在近幾年新課標全國卷中每年都會出現,推測今年出現的概率依然較大,需特別重視.

甘肅張掖市第二中學)