平衡狀態判斷題 七個陷阱”要注意

尉言勛　房興禮

化學平衡觀念的建立不但抽象而且具有一定的難度，高考命題時經常設置一些陷阱。為了避免一些不必要的失分，現將“七個陷阱”歸納總結。

一、判斷化學平衡的標志和“原則”

1.化學平衡狀態判斷的標志——“等”和定”

“等”指正反應速率等于逆反應速率，“定”指化學平衡時反應混合物中各組成物質的濃度保持不變，是一個定值。前者是化學平衡的本質，后者是化學平衡的結果，只要抓住這兩個本質特征，就可以做出正確判斷。

2.化學平衡狀態判斷的原則——“變量不變

判斷化學反應是否達到平衡狀態時，可以采取“變量不變”的原則。即在給定條件下分析所給物理量是否會隨可逆反應的進行而發生變化。若會變化，則稱為變量;若不變，則稱為常量。如.果所給的物理量是變量，當變量不再變化時，可逆反應達到化學平衡狀態。

二、常見陷阱

陷阱一 氣體總物質的量（總分子數）、總體積，保持不變

分析在可逆反應中，任何物質的物質的量（分子數）、氣體體積保持不變，都能判斷已經達到平衡狀態。但在恒定壓強下，n（總）、V（總）保持不變并不一定為平衡狀態。

1.對于有氣體參加的反應，且反應中氣體反應物和氣體生成物的計量數不相等的可逆反應（體系中可存在固或液態物質），n（總）不變，則反應達平衡狀態。

2.對于全部是氣體參與的反應，且反應前后氣體計量數相等的可逆反應，n（總）不變或V（總）不變則不能判斷已達平衡狀態。比如：

2HI（g）=H2（g）+I2（g）

n（總）保持不變，不一定達到平衡狀態。

陷阱二 平均密度保持不變

分析由公式ρ（平均）=m（總）

V（總），只有當質

量或體積有一個量反應時發生變化，才可以判斷反應達到平衡狀態。比如：

①2NO2（g）=2NO（g）+O2（g）

在體積固定的密閉容器中，密度保持不變，不能判斷反應達到平衡狀態。因為在反應中質量不變，體積不變，密度是個恒定量，不隨時間的變化而變化。

②C（s）+H20（g）==CO（g）+H2（g）

在恒溫恒容的容器內進行反應，密度保持不變，能夠判斷反應達到平衡狀態。因為固體碳為反應物，氣體質量發生變化，容器中混合氣體的密度保持不變，說明反應達到平衡狀態。

陷阱三 平均相對分子質量保持不變

分析由公式M（平均）=m（總），只有當

n（總）

m（總）或n（總），有一個量發生變化時，才可以判斷反應達到平衡狀態。比如：

①2HI（g）==H2（g）+I2（g）

在恒溫恒壓下，某時刻平均相對分子質量保持不變不能判斷達到平衡狀態。因為質量不變、物質的量不變，所以平均相對分子質量始終保持不變。②A（s）==3C（g）+2D（s）

在恒溫恒容下，某時刻平均相對分子質量保持不變不能判斷達到平衡狀態。因為該反應中，雖然氣體質量變化、物質的量也變化，但是氣體只有一種，所以它的平均相對分子質量是個恒定值。

陷阱四 顏色變化

分析顏色的深淺代表著有色物質的濃度大小，若顏色的變化不是由于平衡移動引起的，則不可以通過顏色的變化判斷反應達到平衡狀態。比如：2HI（g）→H2（g）+I2（g）

反應前后氣體個數相等，某時刻顏色不再變化，不能判斷其為平衡狀態。因為體積的變化可以引起濃度的變化，顏色發生改變，但平衡并沒有發生移動，不可以判斷反應達到平衡狀態。

陷阱五 壓強保持不變

分析在恒溫、恒容條件下，p=nRT/V（該式子中R、T、V都是恒定量），則體系壓強與氣體的總物質的量成正比。壓強變化體現在方程式兩邊氣體化學計量數總和的相對大小，若左右兩邊氣體系數相等，就不能用壓強來判斷。比如：

①H2（g）+I2（g）==2Hl（g）

反應前后氣體計量數之和相等，說明隨著反應的進行，壓強始終不變。壓強不是“變量”，不能判斷反應是否達到平衡。

②A（s）+3B（g）==2C（g）+D（g）

此反應中出現了固體，首先要排除固體前的系數。反應前后氣體計量數之和相等，壓強不是“變量”，壓強保持不變，反應不一定達到平衡狀態。

陷阱六 各物質的反應速率、濃度（物質的量、分子數）之比等于化學計量數之比

分析 十干可以后應

某一時刻，0（A）：v（B）：o（C）：v（D）=m：n：p：q或各物質的濃度（物質的量、分子數）之比等于化學計量數之比，不能用于判斷是否達到平衡狀態。比如：2NO（g）+C（s）==N2（g）+CO2（g）

當v（NO）：0（N2）：0（CO2）=2：1：1時，并不能說明該反應達到平衡狀態，因為該比值始終保持不變，屬于“不變量”。

陷阱七 化學鍵的斷裂與生成

分析化學反應的實質是舊化學鍵斷裂與新化學鍵生成，描述斷裂與生成時，要結合反應的實際情況，只描述反應的一個方向，不可判斷反應達到平衡狀態。比如：

4NH3（g）+6NO（g）==5N2（g）+6H20（g），每斷裂5 mol的N=N，同時斷裂12 molH一0，不可判斷反應達到平衡狀態，因為只描述了反應的逆向，沒有描述反應的正向。

例1 298K時，將20mL3x mol.L-1Na，AsO，、20mL3x mol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合，發生反應：

AsO3-（aq）+12（aq）+2OH-==AsO2-（aq）+2I～（aq）+H2O（I）

溶液中c（AsO2-）與反應時間（t）的關系如圖1所示。

下列可判斷反應達到平衡的是_______（填標號）

a.溶液的pH不再變化

b.o（I～）=2v（AsO3-）

c.c（AsO-）/c（AsO3-）不再變化

d.c（I～）=y mol·L-1

解析 a項溶液pH不變時，則c（OH-）也保持不變，反應達到平衡狀態，a正確;b項同一個化學反應，速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡，都存在v（I）=2u（AsO，-），b錯誤;c項c（AsO：-）/c（AsO;-）不再變化，可說明各物質的濃度不再變化，反應達到平衡狀態，c正確;d項由圖可知，當c（AsO2-）=y mol·L-1時，濃度不再發生變化，則達到平衡狀態，由方程式可知此時c（I～）=2y mol·L-1，所以c（I）=y mol·L-1時沒有達到平衡狀態，d錯誤。

答案：a、c

例2 在某體積為2L的密閉容器中充入0.5 molNO，和1 molCO，在一定條件下發生反應：

NO+CO==CO+NO

假設此反應在5min時達到平衡。

下列事實能夠說明上述反應在該條件下已經達到化學平衡狀態的是（）。

A.容器內氣體的質量保持變

B.NO2的物質的量濃度不再改變

C.容器內氣體的顏色不變

D.NO2的消耗速率與CO的消耗速率相等

解析 A項容器內的氣體反應前后遵循質量守恒，容器內氣體的質量保持不變，不一定是平衡狀態，A錯誤;B項NO2的物質的量濃度不再改變，可說明達到平衡狀態，B正確;C項容器內氣體的顏色不變，說明二氧化氮的濃度不變，達到平衡狀態，C正確;D項NO2的消耗速率與CO的消耗速率都為正反應，不能說明達到平衡狀態，D錯誤。答案：B、C

例3 100C時，將0.1 molN2O.置于1L密閉的燒瓶中，然后將燒瓶放人100C的恒溫槽中，燒瓶內的氣體逐漸變為紅棕色：

N2O.（g）==2NO2（g）

下列結論不能說明上述反應在該條件下已經達到平衡狀態的是（）。

①N2O，的消耗速率與NO2的生成速率之比為1：2

②氣體總物質的量保持不變

③燒瓶內氣體的壓強不再變化

④燒瓶內氣體的質量不再變化

⑤NO2的物質的量濃度不再改變

⑥燒瓶內氣體的顏色不再加深

⑦燒瓶內氣體的平均相對分子質量不再變化⑧燒瓶內氣體的密度不再變化

A.②③⑥⑦

B.①④⑧

C.只有①④

D.只有⑦⑧

解析 判斷一個反應是否達到平衡狀態的實質是正逆反應速率相等，標志是所給條件是否從“變”達到“不變”，在判斷時注意避免上述七種“陷阱”。①中N2O，的消耗速率與NO2的生成速率，都表示正反應;④氣體的質量始終不變;⑧燒瓶內氣體的密度ρ=m/V，m不變，容器為1L密閉的燒瓶，故密度從始至終沒有變化。

答案：B