突破化学反应平衡状态判断的难点
时间:2022-08-04 15:08 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 平衡状态
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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+3H22NH3而言,以下不能说明反应达平衡的是( )。
A.同一时间内消耗1 mol N2的同时生成3 mol H2
B.同一时间内消耗1 mol N2的同时消耗2 mol NH3
C.1 mol 氮氮三键断裂的同时,6 mol 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1 mol N2描述的是正反应,生成3 mol H2描述的是逆反应。(根据方程式生成3 mol H2的同时一定生成1 mol N2),所以a可以说明该反应达平衡。B中消耗1 mol N2描述的是正反应,消耗2 mol NH3描述的是逆反应;(根据方程式消耗2 mol NH3的同时一定生成1 mol N2),所以B可以说明该反应达平衡;C中1 mol 氮氮三键断裂描述的是正反应,6 mol 氮氢键断裂描述的是逆反应;(根据方程式6 mol 氮氢键断裂的同时一定生成1 mol 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12 g/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12 g,其气体的物质的量增加1 mol,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12 g,其气体的物质的量减少1 mol,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12 g/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12 g,其气体的物质的量增加1 mol,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12 g,其气体的物质的量减少1 mol,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)
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。
(4)若为绝热体系,温度一定,可以说明反应达平衡。
(5)混合气体的颜色一定(某气体有色),可以说明反应达平衡。
练习:
1.在一定温度下,密闭容器中可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是( )
A.C的生成速率与B的反应速率相等
B.单位时间内生成n mol A,同时生成3n mol B
C.A、B、C的浓度不再变化
D.A、B、C的浓度之比为1:3:2
2.一定温度下,可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在密闭容器中反应,达到平衡的标志是 ( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO2(g)
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO(g)
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示反应速率之比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥ B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥
3.在一定温度下,可逆反应A(g)+B(g)2C(g)达到平衡的标志是( )
①A、B、C的分子之比为1:1:2
②A、B、C的浓度不再变化
③单位时间内生成n mol a的同时生成2n mol C
④混合气体的压强不再改变的状态
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
4.一定温度下,向a L 密闭容器中加入2 mol NO2(g),在密闭容器中发生可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),达到平衡的标志是( )
A.混合气体的密度不再改变的状态
B.混合气体的颜色变浅
C.混合气体中NO2、NO、O2的物质的量之比为2:2:1的状态
D.单位时间内生成2n NO的同时生成2n NO2
5.对反应N2+3H22NH3而言,以下能说明反应达平衡的是( )。
A.3v(正)N2=v(正)H2 B.v(正)N2=v(逆)NH3 C.2v(正)H2=3v(逆)nH3 D.v(正)N2=3v(逆)H2
6.一定温度下的密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)达平衡的是( )
A.混合气体的密度 B.混合气体的压强 C.A的浓度 D.气体总物质的量
7.可逆反应2HI(g)H2(g)+I2(g)在密闭容器中反应,达到平衡的标志是 ( )
A.体系内HI、H2、I2三者共存
B.体系内HI、H2、I2三者物质的量相等
C.温度和体积一定时,混合气体的密度不再发生变化
D.温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化
参考答案:1.C 2.A 3.C 4.D 5.C 6.B 7.D
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