化学平衡状态的判断技巧

◇ 甘肃 李宏瑞

化学平衡状态的判断技巧

◇ 甘肃 李宏瑞

化学反应是否达到平衡状态是高考的高频考点,也是学生学习化学平衡的难点和易错点,化学平衡状态是在一定条件下,当正、逆2个方向的反应速率相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定的状态.换而言之,化学反应达到平衡状态时,正、负反应速率必定相等,混合物中各物质的浓度必定保持恒定.因此,化学反应是否达到平衡状态必然要从速率相等和反应混合物中各物质的浓度必定保持恒定入手,可以用“等”和“定”判断化学平衡状态.

1 “等”的角度

1)不同种物质.

大小相等:速率之比等于化学计量数之比.

方向相反:正反应、逆反应.

2)同种物质:消耗量等于生成量.

例1 H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)已经达到平衡状态的标志是( ).

A 单位时间内生成nmolH2的同时生成2n molHI;

B 单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2;

D 1个H—H键断裂的同时有2个H—I键断裂

选项A,大小相等,方向相反(生成H2,逆反应;生成HI,正反应),正确.选项B,大小相等,方向相同(逆反应),错误.选项C,大小相等(速率之比等于化学计量数之比),没有明确方向,错误.选项D,大小相等,方向相反(H—H键断裂,正反应; H—I键断裂,逆反应),正确.答案为A、D.

2 “定”的角度

方法:变值不变.变值(到达平衡过程中反应混合物中各组分或体系的量为变值)→不变(达平衡后).

例2 H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)已经达到平衡状态的标志是( ).

A 温度和体积一定时,c(H2)的浓度不再变化;

B 温度和体积一定时,容器内压强不再变化;

C 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;

D 温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化;

E 温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化

达到平衡过程中c(H2)是变值,达到平衡后c(H2)不变,符合变值不变.选项A正确.恒温、恒容下,容器内的压强与气体的总物质的量成正比.因达到平衡过程中气体的总物质的量是定值,故达到平衡过程中容器内的压强也是定值,不符合变值不变,选项B错误.混合气体的平均相对分子质量M＝达到平衡过程中,混合气体的质量是定值(质量守恒);总物质的量也是定值,故混合气体的平均相对分子质量是定值,不符合变值不变,选项C错误.恒温、恒容下:H2(g)无色、I2(g)有色、HI(g)无色,故在达到平衡过程中混合气体的颜色是变值,达到平衡后颜色不变,符合变值不变,选项D正确.混合气体的密度恒温恒压时,气体体积之比等于气体物质的量之比,达到平衡过程中,混合气体的质量是定值,总物质的量也是定值(混合气体的体积也是定值),故混合气体的密度为定值,不符合变值不变,选项E错误.答案为A、D.

总之,用“等”和“定”来判断化学平衡状态的关键就在于如何用好这2个字.用“等”字判断要注意:正反应速率等于逆反应速率且不等于零.对于同一物质而言,该物质的生成速率等于消耗速率;对于不同物质而言,速率之比等于化学计量数之比但必须是不同方向的速率.用“定”判断的关键就是达到平衡过程中能变的量保持不变,就说明已达到平衡状态.具体判断时要注意反应前后各物质的状态及反应前后气体的化学计量数是否相等;如果考虑到气体总体积或气体总压强或气体的平均密度时应该看清反应容器是恒温、恒容还是恒温、恒压.

化学平衡状态在高考中主要考查的内容有化学反应速率、化学平衡状态、化学平衡常数、化学平衡移动原理及化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用.该题型在近几年新课标全国卷中每年都会出现,推测今年出现的概率依然较大,需特别重视.

甘肃张掖市第二中学)