化学平衡的标志.doc

化学平衡的标志
四川省旺苍中学杨全光邮编:628200
化学平衡即化学平衡状态,是指在一定条件下的可逆反应,在反应之初,正反应速率大于逆反应速率,随着反应进行,正反应速率逐渐减小(反应物浓度减低),逆反应速率增大(生成物浓度增大),当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不在改变,达到一种表面静止的状态。从化学平衡的定义来看,一个可逆反应达到平衡的根本标志:正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不在改变。当然也可以理解一些间接标志。

根本标志I:速率
v(正)= v(逆)。对相同物质:v(生成)= v(消耗)≠0;对不同物质:反应方向相反,大小符合其化学计量数之比。
【例1】 能说明反应 N2+3H22NH3 已达到平衡状态的是
        (H2)=V正(N2)
        (H2)=3V逆(NH3) 。      
【答案】BC
根本标志II:浓度
反应物的浓度与生成物的浓度不在改变(固体的浓度不变不能作为标志)。以下情形可体现浓度不再改变:各物质的物质的量(或断键与成键的物质的量)、转化率(或产率)、物质的量分数、体积百分数、质量分数不再改变或有色物质(Br2、I2、NO2等)颜色不在改变。 例:对反应2NO22NO+O2 、 H2(g)+2I2(g)2HI(g) 、2NO2N2O4等体系的颜色不再改变,即NO2、I2的浓度不再改变时可作为平衡的标志。
【例2】一定温度下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是
(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
,H2和NH3的物质的量分数不再改变

N≡N的同时断开3mol H-H.
【答案】B

所谓“间接标志”是指在特定环境、特定反应中能间接衡量有气体参与的某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志,通常指压强、平均式量、密度等,能间接体现。这类标志可以用理想气体状态方程PV=nRT(P、V、n、R、T分别表示压强、体积、物质的量、常数、热力学温度)进行巧妙的判断。PV=nRT中包含了等效平衡所涉及的所有条件和物质的量之间的关系,即P、V、T是条件,n是物质的量。由于判断化学平衡状态的间接标志很多,这些标志不仅与条件有关,而且与反应前后的分子数目N(N=n·NA , 其中NA表示阿伏伽德罗常数)有无变化有关。不妨将PV=nRT变形为PV= RT或PV= RT或P= ρRT(、ρ分别表示平均式量、密度),因此通过T、P、、ρ或V及N等的变化不难判断可逆反应是否达到平衡状态。
间接标志I:温度
任何化学反应都伴随有能量变化,当体系温度一定时(其他条件不变),则平衡。
间接标志II:压强
仅适用于反应前后体积V不变而反应前后物质的量(反应前后分子数目N改变即在反应aA(g)+ bB(g) ⇋ gG(g) + hH(g)中a+b≠g+h)改变的反应,反应体系中的总压强不随时间变化,则平衡。例:对 N2(g)+3H2(