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为了帮助学生全面认识可逆反应达到化学平衡状态的判断依据，结合范例小结归纳如下，以供理解应用。

 一、直接判据(即定义判据)：

 1．速率判据：对同一物质而言，v(正)＝v(逆)，反应达平衡；对不同物质而言，某两种物质的速率比(其速率必须是异向的，能体现一正一逆)与平衡方程式的化学计量数比相等，反应达平衡。

对任意可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)而言，达平衡的标志可有以下几种表述：

一是对同一物质而言，如物质A的消耗速率与A的生成速率相等。物质B、C、D类似表述均可。

二是对不同物质而言，如A的消耗速率与B的生成速率之比为a∶b；或A的消耗速率与C的消耗速率之比为a   ：c；或C的消耗速率与D的生成速率之比为c  ：d；或A的生成速率与C的生成速率之比为a   ：c等等均可说明反应达平衡，因为若将以上两种物质的速率之比化为同一物质的速率，均符合v(正)＝v(逆)。

三是从物质的微观变化判断，相当于速率判据。如同一种物质反应的分子数和生成的分子数相等，或同一种物质化学键的断裂和形成数目相等，反应均达平衡。又如不同物质参与反应的分子数和生成的分子数比(能反映二者速率为异向的均可)与平衡方程式的化学计量数比相等，则反应达平衡。

 2．浓度判据：反应体系中各组分的浓度保持不变，反应一定达到平衡。对任意可逆反应达平衡的标志可有以下三类说法：

一是有关物理量保持不变，如各组分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变，则反应达平衡。

二是有关百分含量或分数保持不变，如各组分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变，则反应达平衡。

三是有关转化率、产率保持不变，如反应物的转化率、产物的产率保持不变，说明各物质的量不再改变，则反应达平衡。

例1．能证明可逆反应N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)已达到平衡状态的是(　)

①一个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂

②一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂

③3v(正、N₂)= v(逆、H₂)

④3molH₂分子反应掉的同时有2molNH₃分子反应掉的

⑤N₂、H₂、NH₃分子数比之为1：3：2的状态

⑥v(N₂)、v(H₂)、v(NH₃)之比为1：3：2的状态

⑦v(正、H2)=0.6mol·L^－1·min^－1，v(逆、NH₃)=0.4mol·L^－1·min^－1

A．①②③④⑤⑥⑦                              

B．②④⑤⑥                         

C．②③④⑦                                                      

D．③⑤⑥⑦

解析：在可逆反应中，N₂、H₂、NH₃的反应速率之比的关系始终都是1：3：2，不能说明v(正)＝v(逆)，⑥无法判断反应是否达平衡。N₂、H₂、NH₃的分子数之比为1：3：2，只能说明投料后不论反应达平衡还是未达平衡，反应已进行到某种状态，有可能偶然与平衡方程式的化学计量数比相等，但⑤不能作为平衡的判据。一个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂，所表现得均是正反应速率，①不能说明反应达到平衡。②一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂，说明反应掉1moLN₂同时反应掉2molNH₃；④3mol H₂分子反应掉的同时有2molNH₃分子反应掉的；③3v(正、N₂)= v(逆、H₂)；⑦v(正、H₂)∶v(逆、NH₃)=3∶2，均能反映二者速率为异向，且与平衡方程式的化学计量数比相等，则②③④⑦均能说明反应达平衡。正确答案为C。

例2．在恒温恒容下，将一定量的二氧化氮与二氧化硫混合后发生如下反应：NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g)。该反应达到平衡状态的标志是(         )

A．NO₂、SO₂、SO₃和NO四种气体的物质的量浓度之比为1：1：1：1

B．该反应的平衡常数K不再发生变化

C．反应体系中各组分的物质的量浓度不再改变

D．反应体系中SO₂和SO₃的百分含量相等

解析：四种气体的物质的量浓度之比恰为平衡方程式的化学计量数比相等，不论反应达平衡还是未达平衡均有可能，不能作为平衡的判据。不论反应达平衡还是未达平衡，只要当温度一定，平衡常数K不再发生变化，也不能作为平衡的判据。各组分的百分含量保持不变，不意味着各组分的百分含量相等，SO₂和SO₃的百分含量相等同样也不能作为平衡的判据。正确答案为C。

 感悟：速率判据是本质，凡是能体现“一正一逆”且能说明速率相等的，反应一定达平衡。浓度判据是特征，凡是能说明各组分的浓度保持不变的各种物理量，反应一定达到平衡。

 二、间接判据(要视具体平衡反应分析)：

1．各种物理量的总量判据：反应体系中混合气体的总物质的量n(总)、总分子数N(总)、总体积V(总)、总压强P(总)等保持一定或不变，反应不一定达平衡。

若反应为aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，且a+b≠c+d，则反应一定达平衡。因为反应未达平衡，混合气体的n(总)、N(总)、V(总)、P(总)等都是个可变量。

若反应为aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，且a+b=c+d，则反应不一定达平衡。因为不论达平衡与未达平衡，混合气体的n(总)、N(总)、V(总)、P(总)等都是个恒定值或不变量，故它们都不能作为平衡的判据。

 2．混合气体的平均摩尔质量或平均相对分子质量的判据：反应体系中混合气体的平均摩尔质量或平均相对分子质量(M=m/n)保持一定或不变，反应不一定达平衡。

若反应为aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，且a+b≠c+d，M一定，则反应一定达平衡。因为未达平衡，反应体系中混合气体的质量m不变，而混合气体的物质的量n在变化，故M是个可变量。

若反应为aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，且a+b=c+d，M一定，则反应不一定达平衡。因为在反应体系中混合气体的质量m与物质的量n都不变，M不论达平衡与未达平衡都是个恒定值或不变量，不能作为平衡的判据。

若反应物与生成物有固体参与反应的，要视具体平衡反应分析。

如在恒温恒压下发生A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)反应，某时刻发现混合气体的平均摩尔质量M保持不变，则反应达平衡。因为未达平衡，反应体系中混合气体的质量m变化，而混合气体的物质的量n不变，故M是个可变量。

又如在恒温恒压下发生A(s) 3C(g)+2D(s)反应，某时刻发现混合气体的平均摩尔质量M保持不变，则反应不一定达平衡。因为在反应体系中混合气体的质量m与物质的量n都在变化，但气体只有C一种，它的摩尔质量是个恒定值或不变量，不能作为平衡的判据。

3．混合气体密度的判据：反应体系中混合气体的密度(ρ=m/V)保持一定或不变，反应不一定达平衡。

若反应为aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，在体积固定的密闭容器中，混合气体的密度保持不变，则反应不一定达平衡。因为不论反应前后气体体积是否相等，在反应中混合气体质量m不变，混合气体体积V就是容器的体积始终保持不变，密度ρ是个恒定值，不随时间的变化而变化，不能作为平衡的判据。

若反应为aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，在压强固定的密闭容器中，混合气体的密度保持不变，则反应不一定达平衡。如果a+b≠c+d，说明随着反应的进行，气体质量m不变，气体体积随容器体积变化而变化，所以混合气体的密度ρ是个可变量，ρ不变说明反应已达平衡。如果a+b=c+d，说明随着反应的进行，气体的m、V均不变，ρ是个恒定值，显然不能作为平衡的判据。

若反应物与生成物有固体参与反应的，要视具体平衡反应分析。

如反应C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(G)，在体积固定的密闭容器中，某时刻发现混合气体的密度保持不变，则反应达平衡。因为该反应中有固体参加，m是个可变量，而V是个不变量，所以ρ不变说明反应已达平衡。

又如反应C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)，在压强固定的密闭容器中，某时刻发现混合气体的密度保持不变，则反应达平衡。因为在该反应中m、V都是可变量且随反应进行都在增大，其比值不易比较，可以考虑密度和平均摩尔质量成正比，反应从正向开始时H₂O为18g/mol，假设完全生成CO、H₂时平均摩尔质量为15g/mol，所以随反应进行M在减小，ρ也在减小，ρ是个可变量，若ρ不变，说明反应已达平衡。

4．颜色判据：有颜色物质参与反应的平衡，若颜色不变，反应一定达平衡。

因为颜色的深浅代表着有色物质的浓度大小，颜色不变，则有色物质的浓度不变，则反应已达平衡。

如在体积固定的密闭容器中发生可逆反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)，某时刻颜色不变，反应已达平衡。

但必须注意颜色改变平衡并不一定发生移动。如2HI(g)H₂(g)＋I₂(g)反应中，改变体积颜色肯定改变，但平衡不会发生移动，这种颜色改变是由体积变化导致的。

5．绝热体系的温度判据：绝热条件下是指容器不导热，与外界没有热量交换，即外界热量进不去，内部热量出不来的情况。由于任何化学反应都伴随着能量变化，正、逆反应的热效应是不同的。在绝热条件下，体系内部的温度在未达到平衡时是个可变量。因此，绝热条件下，体系内部的温度不随时间的改变而改变时，则反应已达平衡。

例3．(2010•上海高考25改编)接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)。下列描述中能说明上述反应已达平衡的是(         )

A．v(正、O₂)=2v(逆、SO₃) 

B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

解析：用不同物质表示的正逆反应速率之比等于平衡方程式系数比，达平衡，但选项A比值错。选项C只有在恒压容器中才正确，恒容时错。这是一个反应前后气体体积不等的可逆反应，平均相对分子质量、分子总数不变均可作平衡判据，选项B、D不论是在恒压容器还是在恒容容器中都正确。正确答案为BD。

例4．(2011•山东高考28改编)研究NO₂、SO₂ 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是(         )

A．体系压强保持不变

B．混合气体颜色保持不变

C．SO₃和NO的体积比保持不变

D．每消耗1 moL SO₃的同时生成1 moLNO₂

解析：这是一个反应前后气体体积相等的可逆反应，体系压强、两种生成物SO₃和NO气体体积比等均不能作为平衡判据，选项A、C错。选项D所表示的是同向反应，不能说明达平衡。选项B混合气体颜色保持不变，可作平衡判据。正确答案为B。

例5．(2011•浙江高考27改编)将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s) 2NH₃(g)＋CO₂(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是(         )

A．2v(NH₃)=v(CO)                                         

B．密闭容器中总压强不变                         

C．密闭容器中混合气体的密度不变         

D．密闭容器中氨气的体积分数不变

解析：选项A未指明速率方向，不能作为平衡判据。由于反应物不是气体且反应从固体开始反应，故密闭容器中氨气的体积分数始终为2/3，是个恒定值，选项D错。这是一个反应前后气体体积不等的可逆反应，总压强不变可作平衡判据，选项B对。容器体积不变，混合气体密度由两种气体生成物的质量决定，m是个可变量，所以ρ不变说明反应已达平衡，选项C对。正确答案为BC。

 感悟：在用n(总)、N(总)、V(总)、P(总)、M、ρ、T等判断反应是否达平衡时，既要紧扣可逆反应中的化学计量数，分析反应前后气体体积是否相等，又要注意这些判据中的各量哪些是可变量，哪些是不变量。凡是可变量保持不变，均可说明反应已达平衡；凡是不变量或恒定值保持不变，就不能作为达平衡的判据。解答此类题，审题是关键。如等温等容与等温等压、全是气体参与的反应是否等体积反应、气体参与反应是否有固体参与等限制条件，审题不到位，结果往往相反。

 三、浓度商与平衡常数判据(是个定量判据)：

在一定温度下，任意可逆反应在某一时刻的浓度商Q与该反应的化学平衡常数K进行比较，若Q=K，则反应达平衡；若Q≠K，则反应未达平衡。若Q＜K，则反应正向进行；若Q＞K，则反应逆向进行。

例6．恒温下，在容积为2 L的恒容密闭容器A中通入1 mol N2与1mol H2的混合气体，发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)，△H＜0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氨气的物质的量为0.4mol。

(1)此温度时该反应的K值为_____________     。

(2)若在此温度下，向另一容积为2L的恒容容器B中按物质的量分别为2 mol、1 mol、1 mol充入N₂、H₂、NH₃，此时，该反应是否处于平衡状态______(填“是”或“否”)，此时若没有达平衡，反应向________方向进行。

解析：(1)达平衡时，NH₃为0.4mol，则反应掉的N₂、H₂分别为0.2mol、0.6 mol，平衡时N₂、H₂、NH₃的平衡浓度(mol·L-1)分别为0.4、0.2、0.2。

K= c²(NH₃)/[c(N₂)×c³(H₂)]= (0.2)²/[(0.4)×(0.2)³]=12.5

(2)Q=(0.5)²/[(1)×(0.5)³]=2＜12.5，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。