連國華 何光華
化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷是高考??嫉膬?nèi)容,是中學(xué)化學(xué)的重要理論組成部分之一,高考主要考查對化學(xué)平衡狀態(tài)的理解與判斷.題型以大題中出多項選擇題為主,而用來判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡的個別物理量有著不確定的因素,因此學(xué)生做有關(guān)這部分內(nèi)容的題目時,有一種“霧里看花”的感覺,又由于這部分知識考查的多變性,使學(xué)生得分往往不高.下面我從三個方面歸納化學(xué)平衡狀態(tài)的標志,希望對學(xué)生做題有所幫助.
例題 用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動機的熱效率.工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g),一定條件下,在密閉恒容的容器中,能表示上述反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是:
判斷方法如下:
方法1 速率符號判斷:等號兩邊一個是v正,另一個是v逆,且氣體的v正和v逆之比等于系數(shù)比.
A.3v逆(N2)=v正(H2) (對)
B.v正(HCl)=4v正(SiCl4) (錯)
方法2 “消耗”、“生成”判斷: 若同是反應(yīng)物或同是生成物,一種物質(zhì)說消耗則另一種物質(zhì)必須說生成;若一種是反應(yīng)物而另一種是生成物時,要同時說消耗或同時說生成,且量與系數(shù)成比例.
C.每消耗2 mol N2,同時消耗12 mol HCl (對)
D.每消耗2 mol N2,同時生成6 mol H2 (對)
E.每消耗6 mol H2,同時生成12 mol HCl (錯)
小結(jié) 物質(zhì)在相同邊(以可逆符號為界)說不同(一個說消耗另一個說生成),物質(zhì)在不同邊(以可逆符號為界)說相同(同時說消耗或說生成),物質(zhì)的量與系數(shù)成比例.
方法3 “變”與“不變”的判斷
若要判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),說明之前的反應(yīng)是不平衡的,因為反應(yīng)過程中數(shù)據(jù)在變,現(xiàn)在不變了,說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài).
F.混合氣體的物質(zhì)的量為定值 (對)
混合氣體的物質(zhì)的量在增加,現(xiàn)在不變了,說明已達到平衡.
G.v(N2)∶v (H2)∶v(HCl)= 2∶6∶12(錯)
雖然速率之比等于系數(shù)之比,但不能判斷比值會穩(wěn)定在這個比值上不變了.
H.總壓強一定 (對)
在定溫定容的情況下,壓強與物質(zhì)的量成正比,而氣體的物質(zhì)的量在增加,說明壓強從變到不變了.
I.平均相對分子質(zhì)量為定值 (對)
根據(jù)n=m/M可知M=m/n,而有一部分氣體轉(zhuǎn)化為Si3N4固體,即氣體的質(zhì)量減少了,n增加,說明M在變而現(xiàn)在不變了,說明平衡了.
J.氣體密度不變了 (對)
由反應(yīng)知生成了Si3N4固體,依據(jù)質(zhì)量守衡,氣體的質(zhì)量在減少,由ρ=m/v知體積不變,可知密度在減少,現(xiàn)在不變了,說明平衡了.
K.體系溫度不變了
此反應(yīng)為放熱反應(yīng),在反應(yīng)過程中溫度在升高,現(xiàn)在不變了,說明物質(zhì)的物質(zhì)的量不變了,證明也達到平衡.
化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,關(guān)鍵是要悟出反應(yīng)中由原來的“變”到現(xiàn)在的“不變”了,化學(xué)反應(yīng)已達到平衡狀態(tài).