化学反应平衡的判断
如何判断一个化学反应是否已达平衡,方法很多,本文总结如下,供大家参考。
一、根据化学平衡的概念:
一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
即:化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆):一定条件下的可逆反应:某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。
因为反应速率之比等于方程式的系数比。所以要描述一个可逆反应达平衡,必须一个描述正反应,一个描述逆反应,且描述的量之比等于方程式的系数比。
例1:对反应N2+3H2
2NH3而言,以下不能说明反应达平衡的是()。
A.同一时间内消耗1molN2的同时生成3molH2
B.同一时间内消耗1molN2的同时消耗2molNH3
C.1mol氮氮三键断裂的同时,6mol氮氢键断裂
D.某时刻各物质的物质的量浓度相等
解:A中消耗1molN2描述的是正反应,生成3molH2描述的是逆反应。(根据方程式生成3molH2的同时一定生成1molN2),所以A可以说明该反应达平衡。
B中消耗1molN2描述的是正反应,消耗2molNH3描述的是逆反应;
(根据方程式消耗2molNH3的同时一定生成1molN2),所以B可以说明该反应达平衡
C中1mol氮氮三键断裂描述的是正反应,6mol氮氢键断裂描述的是逆反应;
(根据方程式6mol氮氢键断裂的同时一定生成1mol氮氮三键),所以C可以说明该反应达平衡。
答案选D
二、根据其他条件判断
(一)有气体参加或生成的反应
(1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总)
①如果全为气体:
A:在密闭容器中,如果不是等体积反应:
例:如N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)其平均摩尔质量M一定,可以说明该反应达平衡。(因为全是气体,所以气体的总质量m不变;假设平衡左移,气体总物质的量增大,假设平衡右移,气体总物质的量减小,即平衡移动,M一定改变)
B:在密闭容器中,如果是等体积反应:
例如I2(g)+H2(g)
2HI(g)其平均摩尔质量M一定,不能说明该反应达平衡。(因为全是气体,所以气体的总质量m不变;假设平衡左移,气体总物质的量不变,假设平衡右移,气体总物质的量也不变,即平衡移动,M不变)
②若有固体或液体参加反应或生成:
无论是否是等体积反应,其气体的平均摩尔质量M一定,一般可以说明该反应达平衡。
特殊情况如反应CO(g)+H2(g)
C(S)+H2O(g)
如果气体的平均摩尔质量M等于12g/mol,其平均摩尔质量M一定,不能说明该反应达平衡。(因为假设平衡左移,气体总质量每增加12g,其气体的物质的量增加1mol,气体的平均摩尔质量M不变,假设平衡右移,气体总质量每减少12g,其气体的物质的量减少1mol,气体的平均摩尔质量M也不变)
如果气体的平均摩尔质量M不等于12g/mol,其平均摩尔质量M一定,能说明该反应达平衡。
(因为假设平衡左移,气体总质量每增加12g,其气体的物质的量增加1mol,气体的平均摩尔质量M一定改变,假设平衡右移,气体总质量每减少12g,其气体的物质的量减少1mol,气体的平均摩尔质量M也一定改变)
(2)混合气体的平均密度
=m(总)/v(总)
①如果全为气体:
A:在恒容的密闭容器中,
例:如N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)其混合气体的平均密度
一定,不能说明该反应达平衡。
B:在恒压的密闭容器中:
如果不是等体积反应:
例:如N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)其混合气体的平均密度
一定,能说明该反应达平衡。
如果是等体积反应:
例如I2(g)+H2(g)
2HI(g)混合气体的平均密度
一定,不能说明该反应达平衡。
(3)从混合气体的总压强考虑(恒温恒容)
化学平衡状态
如果不是等体积反应:
例:如N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)其混合气体的总压强p一定,能说明该反应达平衡。
如果是等体积反应:
例如I2(g)+H2(g)
2HI(g)混合气体的总压强p一定,不能说明该反应达平衡。