巧析化學平衡狀態的判斷

楊 婭●

貴州省遵義市第四中學(563000)

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巧析化學平衡狀態的判斷

楊 婭●

貴州省遵義市第四中學(563000)

化學平衡狀態的判斷是一個難點、易錯點.化學平衡指在一定條件下，當可逆反應正、逆兩個方向反應速率相等，反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度保持恒定.可逆反應達到化學平衡狀態的本質是“等”，即V正(A)=V逆(A)，表現出來的結果是“定”，即某些變量一定，不再發生改變.筆者以這兩點為切入點，提出判斷化學平衡狀態的兩種方法:“v正(A)=v逆(A)”法和“變量不變”法.

化學平衡狀態的判斷;變量不變

一、用“v正(A)=v逆(A)”判斷

“v正(A)=v逆(A)”表達的意思有兩點：“正”和“逆”表示方向，即同時要有關于“正”和“逆”方向的描述；“=”表示同種物質速率相等，若為不同種物質，速率折算成同一種物質在數值上相等.綜上，用“v正(A)=v逆(A)”判斷化學反應是否達到平衡狀態的方法要注意以下兩點: 要有正和逆方向的描述, 同種物質正、逆速率相等，不同種物質正、逆速率比值等于方程式計量數比.

①單位時間內生成2nmol NH3的同時生成3nmol H2

②單位時間內生成nmol N2的同時生成3nmol H2

③用N2、H2、NH3表示的反應速率比為1:3:2的狀態

④ 3v(H2)正=2v(NH3)逆

⑤3 mol H-H鍵斷裂的同時斷裂6 mol N-H鍵

解析 ①“生成2nmol NH3”表示正速率，“生成3nmol H2”表示逆速率，有“正”和“逆”方向的描述，用“NH3和H2”表示速率比值為2n∶3n=2∶3，等于計量數比，①說明達平衡；

②“生成nmol N2”表示逆速率，“生成3nmol H2”表示逆速率，無“正”和“逆”方向的描述，②不能說明達平衡；

③無“正”和“逆”方向的描述，③不能說明達平衡；

④有“正”和“逆”方向的描述，把3v(H2)正=2v(NH3)逆變化形式為：v(H2)正∶v(NH3)逆=2∶3，不等于計量數比，④不能說明達平衡；

⑤“3 mol H-H鍵斷裂”表示正速率， “斷裂 6 molN-H鍵”表示逆速率，有“正”和“逆”方向的描述,v(H2)正∶v(NH3)逆=3∶6=1∶2,等于計量數比,⑤說明達平衡.

二、用“變量不變”判斷

化學反應在進行中，有些量一直不變，“不變量”不能作為判斷是否達平衡的標志.有些量一直在變，當“變量”不變，則說明達到化學平衡，即“變量不變”法.

例2 在兩個絕熱、恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應：

現有下列狀態，其中能表明(甲)達到化學平衡狀態的是( ).

能表明(乙)達到化學平衡狀態的是( ).

①混合氣體的顏色不再改變

②混合氣體總的物質的量不再改變

③混合氣體的壓強不再改變

④反應物濃度不再改變

⑤混合氣體的密度不再改變

⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變

⑦絕熱體系溫度不再改變的狀態

⑧反應物或生成物的百分含量不再改變的狀態

⑨ΔH不變

解析 ①、用極端假設法判斷量是否為變量，如甲方程式中，NO2有顏色，其他無色，若全為反應物，體系為紅棕色，若全為生成物體系為無色，所以反應過程中，“顏色”為變量，變量不變，①可作為甲判斷標志，同理①也可作為乙的判斷標志；②甲方程式中，若2mol反應物完全轉化得3mol生成物，該反應為氣體的物質的量變化的體系，“氣體總的物質的量”為變量，變量不變，②可作為甲判斷標志，乙為等物質的量變化的反應，“氣體總的物質的量”為不變量，則②不可作為乙的判斷標志；③其它條件相同時，壓強大小是由氣體多少決定的，甲方程式為氣體的物質的量變化的體系，即壓強變化的體系，“壓強”為變量，變量不變，③可作為甲判斷標志.乙為等物質的量變化的反應，即“壓強”為不變量，③不可作為乙的判斷標志；④對于甲和乙來講，“反應物濃度”為變量，變量不變，④可作為甲、乙判斷標志；⑤公式ρ=m/V中，根據質量守恒，對于甲和乙m為不變量，由題V為不變量，所以ρ為不變量，⑤不可作為甲、乙判斷標志.⑥公式M=m/n中，對于甲和乙m為不變量，甲的n為變量，乙的n為不變量，所以，甲的“M”為變量，乙的“M”為不變量.⑥可作為甲判斷標志，不能作為乙判斷標志.⑦由題，任何反應都有熱效應，絕熱下，“體系溫度”為變量，⑦可作甲、乙判斷標志.⑧反應物或生成物的百分含量對于甲乙都為可變量，⑧可作甲、乙判斷標志.⑨ΔH為不變量，⑨不可作甲、乙判斷標志.

綜上所述，無論題目條件如何變化，都可轉化為下列兩種判斷方法：“v正(A)=v逆(A)”法和“變量不變”法，用“v正(A)=v逆(A)”法判斷化學平衡狀態的核心是判斷是否有v正和v逆；用“變量不變”法判斷化學平衡狀態的核心是判斷給的“量”是否為變量.抓住這兩點，所有平衡問題都能迎刃而解.

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1008-0333(2016)28-0087-01