新疆北屯高级中学                836000

  

      化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应里，正反应速率=逆反应速率，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态。怎么具体判断呢？我们通常把它认真仔细的分类逐条归纳辨析。有时侯同学们还是迷惑，走进题分析，跳出题总结，其实它遵守从“变”到“不变”是平衡的原理

例1、可逆反应：2SO₃(g)= 2SO₂(g) + O₂(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是  （A ）

A 单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n mol SO₃

B 单位时间内生成n mol O₂的同时生成2n mol SO₂

C 用SO₃、SO₂、O₂表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态

分析：A中正向建立平衡时SO₃减少量大于生成量，O₂的生成量大于减少量,当二者的变化量比等于系数比时，说明变化等量。属于从“变”到“不变”的化学过程，所以是平衡；B 中O₂与SO₂的生成关系一直都是1：2。C中从开始SO₃、SO₂、O₂三种物质的反应速率比一直就是这个值，属于从“不变”到“不变”故不是平衡。

 

我们再来分析其他情况：设反应物为NO₂，如容器中颜色不再变化；容器内，气体压强不再变化；NO₂（NO、O₂）的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度保持不变；总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）保持不变；反应物的转化率、产物的产率保持不变，都可用来判断象上述左右两边气体系数不等的可逆反应，因为他们都经历了从“变”到“不变”的化学过程。颜色从深到浅至不变；气体总压强从小到大至不变；NO₂的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度从多到少至不变（NO、O₂反之）；总物质的量、总压强（恒温、恒容）也符合。特别注意： 混合气体的密度ρ＝m/V  所以在使用这个因素做判断时得注意是；恒温、恒压才适用，因密闭容器质量守衡不变，体积从“变”到“不变”才会使密度从“变”到“不变”

具体做题要特别注意哪些是可变量，哪些是不变量。

一、密度

ρ密度=质量/体积

例题：可逆反应：2NO₂(g) =2NO(g) + O₂(g)，在体积固定的密闭容器中，密度保持不变不是平衡状态，而在压强固定的密闭容器中，则是平衡状态

原因：该反应左右两边气体系数不相等，在恒定体积时，反应物生成物都是气体，总质量保持不变，所以体积、质量都是不变量，所以不能判断是否为平衡状态。而在恒定压强时，体积可变。当体积不变时、密度就不再变化，属于从“变”到“不变”是平衡的原理

练习；可逆反应2HI(g)= H₂(g)+I₂(g)中，恒定压强下密度保持不变能否判断是平衡状态（否 ）

可逆反应C（s）+H₂O（g）= CO（g）+H₂（g），在恒定体积下发生反应，某时刻发现密度保持不变能否判断达到平衡状态。（能）           

在一恒定压强下的密闭容器中加入1molC（s）和1mol H₂O（g）发生如下反应：C（s）+H₂O（g）= CO（g）+H₂（g），某时刻密度保持不变能否判断达到平衡状态。（能）           

原因：反应开始时气体相对分子质量为18g/mol，（注意C（s））假设完全生成CO（g）和H₂（g）时平均相对分子质量为15g/mol。所以随着反应的进行密度在减小，所以密度从“变”到“不变”就是平衡

二、各组分的含量

在可逆反应中，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态是平衡态，故参与反应的任何物质的物质的量（分子数）、质量、质量分数、体积、体积分数保持不变，都能判断已经达到平衡状态。

n总保持不变能否判断是否为平衡状态？就不能一概而论了。左右两边气体系数和不等的反应，就能判断已达平衡状态，左右两边气体系数相等的反应则不能。

在恒压下的体积判断同上（在下题中有涉及）

三、平均相对分子质量

M=总质量m/总物质的量n

例题：在恒温恒压下（或恒温恒容下）发生2HI(g)= H₂(g)+I₂(g)，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（否）

解析：质量不变、物质的量不变，所以平均相对分子质量也保持不变。

总结：在反应前后气体的系数不发生变化的反应中，不管是恒温恒压还是恒温恒容下，平均相对分子质量不变的状态不一定是化学平衡，因为它是从“不变”到“不变”故不能判断

练习：在恒温恒压下发生3A（s）+3B（g）= 2C（g）+D（g）反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（能）

解析：质量变化，而物质的量不变，所以M是变化的。符合从“变”到“不变”故能判断

练习：在恒温恒容下发生N₂（g）+3H₂（g）= 2NH₃（g）反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（能）

练习：在恒温恒容下发生3A（s） =C（g）+2D(s)反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（否）

解析：该反应中，虽然气体质量变化、物质的量也变，但是气体只有一种它的平均相对分子质量是个恒定值。

四、压强

P=nRT/V   （该式子中R、T、V都是恒定量）

在恒温恒容条件下，左右两边气体系数相等，就不能用压强来判断；左右两

五、温度

任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时肯定是平衡状态。

六、颜色

颜色的深浅代表着有色物质的浓度大小

在恒温恒容下发生反应2HI(g)= H₂(g)+I₂(g) 颜色不变，是否是平衡（是）

上述反应在恒温恒压下，颜色不变。是否是平衡（不一定）

解析：颜色深浅代表I₂浓度大小，颜色不变就意味着I₂浓度不变，在恒温恒容下可以判断平衡状态。但在恒温恒压下，颜色不变，有可能是改变体积时的密度变化引起颜色变化，或同时改变I₂气体量引起的。

练习：在体积固定的密闭容器中发生可逆反应：2NO₂(g) =2NO(g) + O₂(g)，某时刻颜色不变能否判断是否为平衡状态（能）

七、转化率

任何物质的转化率不再改变都能判断已达平衡状态。

总之：能变的量保持不变即从“变”到“不变”说明已达平衡。