判斷化學反應平衡的標志

余文龍 林曼斌 林燕如

(韓山師范學院化學與環(huán)境工程學院，廣東 潮州 521041)

?

判斷化學反應平衡的標志

余文龍 林曼斌 林燕如

(韓山師范學院化學與環(huán)境工程學院，廣東 潮州 521041)

化學反應平衡是中學教學中的一個重點，也是歷年來化學高考的必考點。通過對化學反應平衡標志的認識，可快速準確判斷化學反應平衡。本文通過對一般可逆反應和一些特殊的可逆反應的分析，總結(jié)出有效可行的化學反應平衡的標志，是判斷化學反應平衡的上策。希望本文對正在備考的高三學生以及老師有所幫助。

可逆反應 化學反應平衡 化學反應平衡的標志 化學鍵 反應速率

判斷化學反應平衡的的基礎(chǔ)是認識化學反應平衡的一些標志，牢記并能熟練掌握化學反應平衡的標志是快速判斷化學反映平衡的重要依據(jù)?？v觀近幾年的全國各地高考考卷，化學反應平衡是一大考點，考察頻率相當?shù)母?，但同時難度又不大，是可以通過日常練習后完成的。因此，想要在高考中確保拿到這個知識點的分數(shù)，就要求對化學反應平衡的標志有清晰的了解。下面為廣大考生介紹幾種代表化學反應平衡的標志。

標志一：生成速率和消耗速率。

1 可作為判斷標志

(1)對于參加反應的同一物質(zhì)，單位時間內(nèi)：

V生成(A/B/C)=V消耗(A/B/C)

①單位時間內(nèi)生成Kmol(K為常數(shù)，下同)的A物質(zhì)，消耗Kmol的A物質(zhì)；

②單位時間內(nèi)生成Kmol的B物質(zhì)，消耗Kmol的B物質(zhì)；

③單位時間內(nèi)生成Kmol的C物質(zhì)，消耗Kmol的C物質(zhì)。

(2)對于參加反應的不同物質(zhì)，單位時間內(nèi)：

①單位時間內(nèi)生成2mol的A物質(zhì)，生成3mol的B物質(zhì)；

②單位時間內(nèi)生成2mol的A物質(zhì)，生成1mol的C物質(zhì)；

③單位時間內(nèi)消耗2mol的A物質(zhì)，消耗3mol的B物質(zhì)；

④單位時間內(nèi)消耗2mol的A物質(zhì)，消耗1mol的C物質(zhì)；

⑤單位時間內(nèi)生成3mol的B物質(zhì)，消耗1mol的C物質(zhì)；

⑥單位時間內(nèi)消耗Bmol的B物質(zhì)，生成1mol的C物質(zhì)。

(3)公式表達：

①3V生成(A)=2V生成(B)，或者3V消耗(A)=2V消耗(B)；

②V生成(A)=2V生成(C)，或者V消耗(A)=2V消耗(C)；

③V生成(B)=3V消耗(C)，或者V消耗(B)=3V生成(C)。

2 不可作為判斷標志：(易錯誤區(qū))

(1)①單位時間內(nèi)消耗2mol的A物質(zhì)，生成3mol的B物質(zhì)；

②單位時間內(nèi)消耗2mol的A物質(zhì)，生成1mol的C物質(zhì)；

③單位時間內(nèi)生成2mol的A物質(zhì)，消耗3mol的B物質(zhì)；

④單位時間內(nèi)生成2mol的A物質(zhì)，消耗1mol的C物質(zhì)；

⑤單位時間內(nèi)生成3mol的B物質(zhì)，生成1mol的C物質(zhì)；

⑥單位時間內(nèi)消耗3mol的B物質(zhì)，消耗1mol的C物質(zhì)。

(2)①3V生成(A)=2V消耗(B)，或者3V消耗(A)=2V生成(B)；

②V生成(A)=2V消耗(C)，或者V消耗(A)=2V生成(C)；

③V生成(B)=3V生成(C)，或者V消耗(B)=3V消耗(C)。

針對訓練1

可逆反應2NO+O22NO2可作為化學反應達到平衡的標志的是(C)。

A、單位時間內(nèi)，消耗2mol的NO也消耗1mol的O2；

B、V消耗(NO)/V生成(NO2)=1：1；

C、單位時間內(nèi)，消耗1mol的NO也同時生成1mol的NO；

D、V消耗(NO)/V消耗(O2)=1：2。

標志二：化學鍵

以3H2+N22NH3為例進行說明：

1 可作為判斷標志

(1)對于參加反應的同一物質(zhì)，單位時間內(nèi)，化學鍵斷裂數(shù)等于生成數(shù)：

①單位時間內(nèi)斷裂Kmol(K為常數(shù)，下同)的N-N，生成Kmol的N-N；

②單位時間內(nèi)斷裂Kmol的H-H，生成Kmol的H-H；

③單位時間內(nèi)斷裂Kmol的N-H，生成Kmol的N-H。

(2)對于參加反應的不同物質(zhì)，單位時間內(nèi)，化學鍵斷裂生成數(shù)具有一定的比例關(guān)系：

①單位時間內(nèi)斷裂3Kmol的H-H，生成Kmol的N-N；

②單位時間內(nèi)斷裂Kmol的N-N，生成3Kmol的H-H；

③單位時間內(nèi)生成6Kmol的N-H，生成3Kmol的H-H；

④單位時間內(nèi)斷裂3Kmol的H-H，斷裂6Kmol的N-H；

⑤單位時間內(nèi)生成6Kmol的N-H，生成Kmol的N-N；

⑥單位時間內(nèi)斷裂Kmol的N-N，斷裂6Kmol的N-H。

2 不可作為判斷的依據(jù)

①單位時間內(nèi)斷裂3Kmol的H-H，斷裂Kmol的N-N；

②單位時間內(nèi)生成Kmol的N-N，生成3Kmol的H-H；

③單位時間內(nèi)斷裂6Kmol的N-H，生成3Kmol的H-H；

④單位時間內(nèi)斷裂3Kmol的H-H，生成6Kmol的N-H；

⑤單位時間內(nèi)斷裂6Kmol的N-H，生成Kmol的N-N；

⑥單位時間內(nèi)斷裂Kmol的N-N，生成6Kmol的N-H。

3 特別注意

某些物質(zhì)一個分子只含一個鍵。如H2、O2、N2等，只有一個H-H、O-O、N≡N。

但是，某些物質(zhì)一個分子含多個鍵。如H2O、NH3、CH4分別含有2個H-O鍵、3個N-H鍵、4個C-H鍵。

針對訓練2

下列說法中，可以表明反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)已達到平衡狀態(tài)的標志是(C)。

A.1molC—O鍵斷裂的同時，有4molC—H鍵形成；

B.2molH—O鍵形成的同時，有3molH—H鍵斷裂；

C.1molC—H鍵斷裂的同時，有1molC—H鍵形成；

D.3molH—H鍵斷裂的同時，有1molC—O鍵斷裂。

標志三：物質(zhì)的濃度

以3H2+N22NH3為例進行說明：

1 從質(zhì)量進行分析

各組分質(zhì)量不再發(fā)生變化；

反應物總質(zhì)量或生成物總質(zhì)量不再發(fā)生變化；

各組分的質(zhì)量分數(shù)不再發(fā)生變化；

H2和N2和NH3的質(zhì)量都不再發(fā)生變化；

H2和N2和NH3的質(zhì)量分數(shù)不再發(fā)生變化。

2 從物質(zhì)的量進行分析

各組分物質(zhì)的量不再發(fā)生變化；

組分的物質(zhì)的量分數(shù)不再發(fā)生變化；

H2和N2和NH3的物質(zhì)的量都不再發(fā)生變化；

H2和N2和NH3的物質(zhì)的量分數(shù)不再發(fā)生變化。

針對訓練3

A.B的物質(zhì)的量濃度不變；

B.C的物質(zhì)的量分數(shù)不再發(fā)生變化；

C.A的質(zhì)量分數(shù)不發(fā)生變化；

D.ABC的總質(zhì)量不變。

其他特殊標志：

1 壓強：(在恒溫、恒容條件下)

當m+n≠p+q時，其他條件一定時，總壓強不變則反應達到平衡；

當m+n=p+q時，即使其他條件一定，總壓強不變無法判斷是否平衡。

2 體積：(在恒溫、恒壓條件下)

當m+n≠p+q時，其他條件一定時，總體積不變則反應達到平衡；

當m+n=p+q時，即使其他條件一定，總體積不變無法判斷是否平衡。

3 物質(zhì)的量：

當m+n≠p+q時，其他條件一定時，總物質(zhì)的量不變則反應達到平衡；

當m+n=p+q時，即使其他條件一定，總物質(zhì)的量不變無法判斷是否平衡。

4 平均摩爾質(zhì)量：

利用M=m(總質(zhì)量)/n(總物質(zhì)的量)公式可得：

當m+n≠p+q時，其他條件一定時，平均摩爾質(zhì)量不變則反應達到平衡；

當m+n=p+q時，即使其他條件一定，平均摩爾質(zhì)量不變無法判斷是否平衡。

5 混合氣體的密度：

利用ρ=m/V公式，可得：

(1)恒容：

無論m+n≠p+q還是m+n=p+q，氣體密度變與不變都無法判斷是否達到平衡，但是，

氣體密度不變是反應達到平衡的標志。

(2)恒壓：

當m+n≠p+q時，氣體密度不變是反應達到平衡的標志；

當m+n=p+q時，氣體密度不變不是反應達到平衡的標志；

6顏色：

對于有顏色變化的可逆反應，顏色不再發(fā)生變化是化學平衡的標志，

比如，2NO2N2O4當達到平衡時，混合氣體顏色不再變化。

7 溫度：

化學反應一定伴隨著能量變化，所以當反應中能量不再改變時，即達到平衡狀態(tài)。

8 轉(zhuǎn)化率：

可逆反應的化學平衡是一種動態(tài)平衡，當反應物的轉(zhuǎn)化率達到最大，即是反應達到平衡狀態(tài)。所以，轉(zhuǎn)化率不變是反應平衡的標志。

針對訓練4

在一定溫度下的密閉容器中，當物質(zhì)的下列物理量不再變化時，表明反應：

A.混合氣體的壓強；

B.混合氣體的密度；

C.B的物質(zhì)的量濃度；

D.氣體的總物質(zhì)的量。

綜合訓練

對于3H2+N22NH3可作為化學反應平衡的標志的是(D)。

A.單位時間內(nèi)，消耗3mol的氫氣，生成2mol的氨氣；

B.單位時間內(nèi)，斷裂1mol的N≡N，形成2mol的N—H；

C.恒溫、恒容條件下，混合氣體的密度不變；

D.在恒溫、恒容條件下，混合氣體總壓強不變。

總之，反應前后一直發(fā)生改變的物理量不再發(fā)生改變則可以作為平衡的標志，而反應前后一直不變的物質(zhì)量恒定則不可以作為平衡的標志。

[1]魯科版高中化學選修《化學反應原理》