判断化学反应平衡的标志

余文龙 林曼斌 林燕如

(韩山师范学院化学与环境工程学院，广东 潮州 521041)



判断化学反应平衡的标志

余文龙 林曼斌 林燕如

(韩山师范学院化学与环境工程学院，广东 潮州 521041)

化学反应平衡是中学教学中的一个重点，也是历年来化学高考的必考点。通过对化学反应平衡标志的认识，可快速准确判断化学反应平衡。本文通过对一般可逆反应和一些特殊的可逆反应的分析，总结出有效可行的化学反应平衡的标志，是判断化学反应平衡的上策。希望本文对正在备考的高三学生以及老师有所帮助。

可逆反应 化学反应平衡 化学反应平衡的标志 化学键 反应速率

判断化学反应平衡的的基础是认识化学反应平衡的一些标志，牢记并能熟练掌握化学反应平衡的标志是快速判断化学反映平衡的重要依据。纵观近几年的全国各地高考考卷，化学反应平衡是一大考点，考察频率相当的高，但同时难度又不大，是可以通过日常练习后完成的。因此，想要在高考中确保拿到这个知识点的分数，就要求对化学反应平衡的标志有清晰的了解。下面为广大考生介绍几种代表化学反应平衡的标志。

标志一：生成速率和消耗速率。

1 可作为判断标志

(1)对于参加反应的同一物质，单位时间内：

V生成(A/B/C)=V消耗(A/B/C)

①单位时间内生成Kmol(K为常数，下同)的A物质，消耗Kmol的A物质；

②单位时间内生成Kmol的B物质，消耗Kmol的B物质；

③单位时间内生成Kmol的C物质，消耗Kmol的C物质。

(2)对于参加反应的不同物质，单位时间内：

①单位时间内生成2mol的A物质，生成3mol的B物质；

②单位时间内生成2mol的A物质，生成1mol的C物质；

③单位时间内消耗2mol的A物质，消耗3mol的B物质；

④单位时间内消耗2mol的A物质，消耗1mol的C物质；

⑤单位时间内生成3mol的B物质，消耗1mol的C物质；

⑥单位时间内消耗Bmol的B物质，生成1mol的C物质。

(3)公式表达：

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 不可作为判断标志：(易错误区)

(1)①单位时间内消耗2mol的A物质，生成3mol的B物质；

②单位时间内消耗2mol的A物质，生成1mol的C物质；

③单位时间内生成2mol的A物质，消耗3mol的B物质；

④单位时间内生成2mol的A物质，消耗1mol的C物质；

⑤单位时间内生成3mol的B物质，生成1mol的C物质；

⑥单位时间内消耗3mol的B物质，消耗1mol的C物质。

(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)。

针对训练1

可逆反应2NO+O22NO2可作为化学反应达到平衡的标志的是(C)。

A、单位时间内，消耗2mol的NO也消耗1mol的O2；

B、V消耗(NO)/V生成(NO2)=1：1；

C、单位时间内，消耗1mol的NO也同时生成1mol的NO；

D、V消耗(NO)/V消耗(O2)=1：2。

标志二：化学键

以3H2+N22NH3为例进行说明：

1 可作为判断标志

(1)对于参加反应的同一物质，单位时间内，化学键断裂数等于生成数：

①单位时间内断裂Kmol(K为常数，下同)的N-N，生成Kmol的N-N；

②单位时间内断裂Kmol的H-H，生成Kmol的H-H；

③单位时间内断裂Kmol的N-H，生成Kmol的N-H。

(2)对于参加反应的不同物质，单位时间内，化学键断裂生成数具有一定的比例关系：

①单位时间内断裂3Kmol的H-H，生成Kmol的N-N；

②单位时间内断裂Kmol的N-N，生成3Kmol的H-H；

③单位时间内生成6Kmol的N-H，生成3Kmol的H-H；

④单位时间内断裂3Kmol的H-H，断裂6Kmol的N-H；

⑤单位时间内生成6Kmol的N-H，生成Kmol的N-N；

⑥单位时间内断裂Kmol的N-N，断裂6Kmol的N-H。

2 不可作为判断的依据

①单位时间内断裂3Kmol的H-H，断裂Kmol的N-N；

②单位时间内生成Kmol的N-N，生成3Kmol的H-H；

③单位时间内断裂6Kmol的N-H，生成3Kmol的H-H；

④单位时间内断裂3Kmol的H-H，生成6Kmol的N-H；

⑤单位时间内断裂6Kmol的N-H，生成Kmol的N-N；

⑥单位时间内断裂Kmol的N-N，生成6Kmol的N-H。

3 特别注意

某些物质一个分子只含一个键。如H2、O2、N2等，只有一个H-H、O-O、N≡N。

但是，某些物质一个分子含多个键。如H2O、NH3、CH4分别含有2个H-O键、3个N-H键、4个C-H键。

针对训练2

下列说法中，可以表明反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)已达到平衡状态的标志是(C)。

A.1molC—O键断裂的同时，有4molC—H键形成；

B.2molH—O键形成的同时，有3molH—H键断裂；

C.1molC—H键断裂的同时，有1molC—H键形成；

D.3molH—H键断裂的同时，有1molC—O键断裂。

标志三：物质的浓度

以3H2+N22NH3为例进行说明：

1 从质量进行分析

各组分质量不再发生变化；

反应物总质量或生成物总质量不再发生变化；

各组分的质量分数不再发生变化；

H2和N2和NH3的质量都不再发生变化；

H2和N2和NH3的质量分数不再发生变化。

2 从物质的量进行分析

各组分物质的量不再发生变化；

组分的物质的量分数不再发生变化；

H2和N2和NH3的物质的量都不再发生变化；

H2和N2和NH3的物质的量分数不再发生变化。

针对训练3

A.B的物质的量浓度不变；

B.C的物质的量分数不再发生变化；

C.A的质量分数不发生变化；

D.ABC的总质量不变。

其他特殊标志：

1 压强：(在恒温、恒容条件下)

当m+n≠p+q时，其他条件一定时，总压强不变则反应达到平衡；

当m+n=p+q时，即使其他条件一定，总压强不变无法判断是否平衡。

2 体积：(在恒温、恒压条件下)

当m+n≠p+q时，其他条件一定时，总体积不变则反应达到平衡；

当m+n=p+q时，即使其他条件一定，总体积不变无法判断是否平衡。

3 物质的量：

当m+n≠p+q时，其他条件一定时，总物质的量不变则反应达到平衡；

当m+n=p+q时，即使其他条件一定，总物质的量不变无法判断是否平衡。

4 平均摩尔质量：

利用M=m(总质量)/n(总物质的量)公式可得：

当m+n≠p+q时，其他条件一定时，平均摩尔质量不变则反应达到平衡；

当m+n=p+q时，即使其他条件一定，平均摩尔质量不变无法判断是否平衡。

5 混合气体的密度：

利用ρ=m/V公式，可得：

(1)恒容：

无论m+n≠p+q还是m+n=p+q，气体密度变与不变都无法判断是否达到平衡，但是，

气体密度不变是反应达到平衡的标志。

(2)恒压：

当m+n≠p+q时，气体密度不变是反应达到平衡的标志；

当m+n=p+q时，气体密度不变不是反应达到平衡的标志；

6颜色：

对于有颜色变化的可逆反应，颜色不再发生变化是化学平衡的标志，

比如，2NO2N2O4当达到平衡时，混合气体颜色不再变化。

7 温度：

化学反应一定伴随着能量变化，所以当反应中能量不再改变时，即达到平衡状态。

8 转化率：

可逆反应的化学平衡是一种动态平衡，当反应物的转化率达到最大，即是反应达到平衡状态。所以，转化率不变是反应平衡的标志。

针对训练4

在一定温度下的密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：

A.混合气体的压强；

B.混合气体的密度；

C.B的物质的量浓度；

D.气体的总物质的量。

综合训练

对于3H2+N22NH3可作为化学反应平衡的标志的是(D)。

A.单位时间内，消耗3mol的氢气，生成2mol的氨气；

B.单位时间内，断裂1mol的N≡N，形成2mol的N—H；

C.恒温、恒容条件下，混合气体的密度不变；

D.在恒温、恒容条件下，混合气体总压强不变。

总之，反应前后一直发生改变的物理量不再发生改变则可以作为平衡的标志，而反应前后一直不变的物质量恒定则不可以作为平衡的标志。

[1]鲁科版高中化学选修《化学反应原理》