化学平衡是每年高考中的必考题目,而判断一个可逆反应是否达到平衡状态是化学平衡题型中常见的考点之一,那么如何应对这一题型呢?下面介绍一些判断可逆反应是否达到平衡状态的标志,供大家参考。
一、化学平衡状态的概念
由化学平衡状态的概念可知,要想判断一个可逆反应是否达到平衡状态,可从反应速率和含量两个角度去考虑。
二、速率特征
(1)在一定条件下的可逆反应中,对于同种物质而言,如果反应速率大小相等,方向相反,则可逆反应达到平衡状态。
(2)在一定条件下的可逆反应中,对于不同物质而言,如果反应速率大小比等于化学计量数之比,且方向相反,则可逆反应达到平衡状态。
如 m A (g ) + n B (g ) c C (g ) + q D(g )
I、在一定条件下:VA(正) = VA(逆) , 则该可逆反应达到平衡状态。
II、在一定条件下,VA(正) :VB(逆) = m :n , 则该可逆反应达到平衡状态
例1、在2L密闭容器内,800℃时反应 2NO (g ) + O2 (g ) 2NO2 (g ) 体系中,能说明该反应已达到平衡状态的是( B 、D )
A、V (NO2 ) = 2 V (O2 )
B、V逆 (NO )=2 V正 (O2 )
C、NO2的消耗速率与NO的生成速率相等
D、单位时间内生成n mol NO的同时消耗n mol NO
解析:A未指明反应方向,A错。根据速率特征( 2 )可知B对。C反应的方向同为逆反应方向,C错。根据速率特征( 1 )可知D对。
三、含量特征
在一定条件下的可逆反应中,当反应混合物中各组分的浓度保持不变、各组分的百分含量保持不变的时候,可逆反应达到平衡状态。
如 m A (g ) + n B (g ) c C (g ) + q D(g )
在一定条件下: ⑴、当某一成分(如A)的浓度保持不变
⑵、某一成分(如A)的百分含量(如体积分数)保持不变则可逆反应达到平衡状态。
例2、下列方法中,可以说明2HI(g ) H2 (g ) + I2 (g ) 已达到平衡状态的是( C 、D )
A、一个H —H 键断裂的同时有两个H—I 键断裂
B、C(HI) :C(H2) :C(I2)=2 :1 :1
C、温度和体积一定时,C(H2)保持不变
D、一定条件下,HI百分含量保持不变
解析:A反应的方向同为逆反应方向,A错。B:一个可逆反应是否达到平衡,跟各成分的浓度比没有关系,B错。根据含量特征可知C、D正确。
四、间接特征
1.平衡体系的颜保持不变
2.反应物的转化率保持不变
3.产物的产率保持不变
例3、可逆反应2NO2 (g ) 2NO (g ) + O2 (g ) 在密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡状态的标志是( B 化学平衡状态、C )
A、C(NO2) :C(NO) :C(O2)=2 :1 :1
B、混合气体的颜保持不变
C、NO2的转化率保持不变
D、2V (NO2 ) = V (O2 )
五、特殊特征
m A (g ) + n B (g ) pC (g ) + q D(g )
△n =( m + n ) - ( p + q )
注:△n 只针对可逆反应中参与反应的气体物质
1.有气体参加的可逆反应:
当△n =0时,无论是否达到平衡,气体的总物质的量始终保持不变。
当△n ≠0时,只有达到平衡,气体的总物质的量才保持不变。
2.只有气体参加的可逆反应,无论是否达到平衡,气体的总质量始终保持不变。
有固体(或液体)参加的可逆反应,只有达到平衡,气体的总质量始终保持不变。
例4、可逆反应2NO2 (g ) 2NO (g ) + O2 (g ) 在密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡状态的标志是( B、C )
A、混合气体的密度不再改变的状态
B、混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
C、容器内压强不随时间改变
D、C(NO2)=C(NO)
解析:A、参与反应的物质全为气体,因此无论是否达到平衡,气体的总质量始终保持不变根据公式:ρ= m / v ,m 一定、 v 一定,所以无论是否达到平衡,ρ为定值,A错
B、参与反应的物质全为气体,因此无论是否达到平衡,气体的总质量始终保持不变,所以m 一定,△n ≠0时,只有达到平衡,气体的总物质的量才保持不变。根据公式 M= m总 / n总 , 可知B对。C、△n ≠0时,只有达到平衡,气体的总物质的量才保持不变,C对。D错。
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