化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷在中學(xué)化學(xué)中的解題探析

閆曉鑫 林紅

化學(xué)平衡的標(biāo)志是：①V_正=V_逆;②各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、是定值。我們可以看出，可逆反應(yīng)是判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)的前提，再考慮該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡。對于化學(xué)平衡狀態(tài)我進行了以下的兩點總結(jié)。

一、方法1

例1、在一定條件下，對于反應(yīng)A₂（g）+B₂（g） ?2AB（g），下列選項能做為化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的是 （）

A.若單位時間內(nèi)生成2摩爾的A₂同時生成2摩爾的AB

B.若單位時間內(nèi)生成4摩爾的AB同時生成2摩爾的B₂

C.若單位時間內(nèi)生成2摩爾的A₂同時生成2摩爾的B₂

D.若單位時間內(nèi)反應(yīng)2摩爾的A₂同時反應(yīng)2摩爾的B₂

解析：本題主要考察的是化學(xué)平衡狀態(tài)的實質(zhì)，單位時間內(nèi)生成2摩爾的A₂同時反應(yīng)2摩爾B₂，即V_正=V_逆說明達平衡狀態(tài)，所以B正確。

答案：B

二、方法2

1、XXX不再變化（變量不變），標(biāo)志化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)：

反應(yīng)中，如果變量不再變化，則化學(xué)反應(yīng)達到平衡。

（1）濃度（c）、某種物質(zhì)的物質(zhì)的量（ni）、轉(zhuǎn)化率（α）、質(zhì)量（m）、顏色????????? ??濃度、某種物質(zhì)的物質(zhì)的量、轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量、顏色不再變化就能標(biāo)志反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。因為這些物理量在反應(yīng)中一定是變量。即可標(biāo)志化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)。

例2、恒T恒V密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)A（s）+2B（g） ? C（g）? +D（g），當(dāng)以下條件不變時，可證明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是（ ）

①B的轉(zhuǎn)化率 ②容器內(nèi)氣體的P ③A的物質(zhì)的量 ④B的物質(zhì)的量濃度

A.①③④???? B.②③????? C.①④????? D.④

解析：化學(xué)反應(yīng)的進行，一定存在濃度（c）、物質(zhì)的量（ni）、轉(zhuǎn)化率（α）、質(zhì)量（m）、顏色的變化。本題中的化學(xué)反應(yīng)氣體前后物質(zhì)的量不變，所以壓強不能標(biāo)志平衡。所以①③④正確。

答案：A

（2）體積分?jǐn)?shù)（Φ/ω）：

某種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)=某種物質(zhì)的物質(zhì)的量除以總物質(zhì)的量。如發(fā)生A（g） ?B（g） +C（g），某種物質(zhì)的物質(zhì)的量（ni）一定是變量，n_總隨著反應(yīng)的進行也不斷變化，體積分?jǐn)?shù)始終是個變量。也就是說體積分?jǐn)?shù)不變，可以表明化學(xué)已達到平衡狀態(tài)，但對于反應(yīng)A（s）? +B（g） +C（g） ，反應(yīng)前只有物質(zhì)A，平衡時B的體積分?jǐn)?shù)恒為百分之五十，因此不能標(biāo)志化學(xué)平衡狀態(tài)。所以體積分?jǐn)?shù)以標(biāo)志反應(yīng)達到平衡狀態(tài)但除固體分解外。

例3、恒T恒V密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：D（g）+E（g）?F（g），下列能作為判斷化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的是（），若反應(yīng)是D（s）?E（g）+F（g），則該標(biāo)志是（）

A、單位體積時間內(nèi)消耗1molD，同時生成1molE

B、v_正（D）=v_正（E）

C、E的濃度不再變化

D、容器中E的體積分?jǐn)?shù)不變

解析：AB選項不符合V_正=V_逆，AB項錯。C濃度不改變時，說明反應(yīng)達平衡狀態(tài)。D項B的體積分?jǐn)?shù)=B的物質(zhì)的量除以總的物質(zhì)的量是變量，所以當(dāng)a的體積分?jǐn)?shù)不變，可以標(biāo)志化學(xué)達到了平衡狀態(tài)。當(dāng)D（s）?E（g）+ F（g），E、C各占一半，E的體積分?jǐn)?shù)始終等于百分之五十不變，不能標(biāo)志化學(xué)平衡。

答案：BC? C

（4）ρ（密度）：

根據(jù)密度=質(zhì)量除以體積，對于反應(yīng)A（g）+B（g）? C（g），質(zhì)量、體積不變，可知密度恒定不變，即ρ不能標(biāo)志化學(xué)平衡。對于A（s）+B（g）? C（g），m是變量。密度不變，即可判斷。

（5）（平均相對分子質(zhì)量）：

=m_總（g）/n_總（g），有固體參與時，氣體的質(zhì)量m將改變，即可標(biāo)志平衡狀態(tài)。若無固體，看物質(zhì)的量（n_總）是否變化，若變化可以標(biāo)志化學(xué)達到平衡狀態(tài)。反之，不可標(biāo)志。但有一種情況是特殊的，固體分解：M（s）?N（g）+ G（g），氣體的平均摩爾質(zhì)量等于生成物的相對分子質(zhì)量之和的二分之一，其是不變的，即不能標(biāo)志。

例4恒T恒V密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)CO（g）+ 2H₂（g）? CH₃OH（g）達到化學(xué)平衡狀態(tài)。下列是平衡狀態(tài)標(biāo)志的是__________（填字母）。

a.v（CH₃OH）=2 v（H₂）

b.氣體CO的濃度不再改變

c.混合氣體不再變化

解析：a無正逆，錯。b濃度為變量，正確。c首先取決于是否有固體，無固體。接下來看系數(shù)，反應(yīng)物總系數(shù)和產(chǎn)物不等，可以標(biāo)志。

答案：bc

（6）濃度的比值是一個定值。

濃度比是定值不能表示物質(zhì)的濃度不再變化，即不能作為化學(xué)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志?？梢钥偨Y(jié)為具體比值永遠(yuǎn)錯。

2、變量不變，判斷化學(xué)平衡的規(guī)律總結(jié)

（1）濃度、某種物質(zhì)的物質(zhì)的量、轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量、顏色變量時均對。（2）當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為變量時，除固體分解外其他均對。（3）當(dāng)壓強體積總物質(zhì)的量為變量時，看系數(shù)，相等不對不對等對。（4）當(dāng)恒V條件下密度為變量時，找固體，有對無錯。

（5）當(dāng)為變量時，找固體、看系數(shù)。（除固體分解外）（6）具體比值永遠(yuǎn)錯。

（作者單位：哈爾濱師范大學(xué)教師教育學(xué)院）