可逆反应达到平衡状态的标志及判断
河北省宣化县第一中学 栾春武
在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态,叫化学平衡状态。其特点有:
1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。
2)“等”:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即:v()  v()
3)“动”:v() 化学平衡状态 v() 0
4)“定”:平衡体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定(但不一定相等),不随时间的变化而变化。
5)“变”:化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。
6)“同”:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种途径,即不论由正反应开始还是由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同的,即同一平衡状态。
可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下:
mA(g) + nB(g)  pC(g)+ qD(g)为例:
 
一、直接标志:
①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即:A消耗速率与A的生成速率相等,A消耗速率与C的消耗速率之比等于m : p
②反应体系中各物质的百分含量保持不变。
 
二、间接标志:
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m + n  p + q);
②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变;
③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。
对于密闭容器中的可逆反应:mA(g) + nB(g)  pC(g)+ qD(g)是否达到平衡还可以归纳如下表:
 
化学反应
mA(g) + nB(g)  pC(g)+ qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的质量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率之间的关系
①在单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A
v()  v()
平衡
②在单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C
v()  v()
平衡
v() : v(B) : v(C) : v(D)  m : n : p : q 
v() 不一定等于v()
不一定平衡
④在单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D
即叙述的都是v()
不一定平衡
压强
①其它条件一定、总压强一定,且m + n  p + q
平衡
②其它条件一定、总压强一定,且m + n  p + q
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量
①平均相对分子质量一定,且m + n  p + q
平衡
②平均相对分子质量一定,且m + n  p + q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
反应体系内有物质的颜稳定不变
平衡