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化学平衡问题的判定

在高考化学中，化学平衡问题的判定是个重点，同时也是个难点，怎样解决这类问题，这里我同大家讨论一下我的理解。人教版必修2关于化学平衡是这样描述的：对于可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变，达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。所以判定一个反应是否达到平衡我们可以从两个方面考虑：即正逆反应速率相等和反应物、生成物各物质的浓度一定。

从正逆反应速率相等来判定平衡：

例1．下列可以证明N2 + 3H2 2NH3 已达到平衡状态的是（ ）

A、消耗1molH2的同时，生成1molH2

B、1个N≡N键断裂的同时，有6个H-H键断裂

C、V正（NH3） ＝ 1/3V逆（H2）

D、V（NH3） ＝ 1/3V（H2）

解析：运用此判据判定反应达到平衡，必须注意两点：一是得同时出现正逆反应，则排除D选项，不知等号左右指的是正反应还是逆反应；二是正逆反应速率得相等，若是同种物质，它的生成和消耗相等，则说明反应达到了平衡，所以A选项符合正确，若是不同物质，用它们表示的正逆反应速率得符合化学计量数之比，所以B错误，C正确。

答案：AC

从反应物和生成物的浓度不再改变来判定平衡：

首先我们找到这个判别依据的本质：因为达到平衡时反应物和生成物的生成和消耗相等了，所以各物质的物质的量、质量这些最基本的量都是定值了，所以当一个可逆反应在一个固定容积的容器中进行时，物质的量自然也是定值。若是涉及到气体参与的可逆反应，则又衍生出压强、体积分数、气体的密度、气体的平均相对分子质量这些问题也可以用来判定反应是否达到平衡。对于有颜色的物质，颜色不变也可以用来判定平衡。

例2．对于反应H2+I2 2HI，达到平衡的标志有：（ ）

A、气体的物质的量不变

B、各物质的物质的量浓度相等

C、三种物质的物质的量之比为1：1：2

D、各物质的浓度是个定值

解析：这是一个反应前后气体分子数不变的反应，因此不论是否达到平衡，气体的物质的量都不会改变，故A错；当达到平衡时，各物质的物质的量及其浓度达到了一个定值，不一定是相等了，也不一定是符合化学计量数之比了，故B、C错，D正确。

答案：D

例3．在体积固定的密闭容器中进行如下反应：N2 + 3H2 2NH3 ，反应开始时加入H2和N2各10mol，反应一段时间后，达到平衡，以下数据不能证明该反应达到平衡的是（ ）

A、N2的物质的量分数为定值

B、H2的物质的量分数为定值

C、NH3的物质的量分数为定值

D、N2的物质的量浓度是个定值

解析：应用三段式解题

N2 + 3H2 2NH3

起始：10mol 10mol 0mol

转化：xmol 3xmol 2xmol

t时刻：10-xmol 10-3xmol 2xmol

经计算得知：t时刻N2的物质的量分数为(10-x)/(20-2x)=0.5，可见无论该反应是否达到平衡，任意t时刻，N2的物质的量分数都为一个定值，故不可用N2的物质的量分数为定值来判定反应是否达到平衡；而t时刻H2的物质的量分数为(10-3x)/(20-2x)，该值随着x的变化而变化，当平衡时，x不再改变，此值不再改变；同理，t时刻NH3的物质的量分数为2x/(20-2x)，该值随着x的变化而变化，当平衡时，x不再改变，故可以用H2和NH3的物质的量分数为定值判定反应达到平衡；当平衡时，N2的质量不再改变了，故D选项中的数值也可以用来判定平衡。综上所述，该题答案A

答案：A

例3：在恒容密闭容器中进行如下反应：A(s) + 3B(g) 2C(g) + D(g)，以下不能证明该反应达到平衡的是（ ）

A的质量不再变化

B的物质的量浓度不再变化

混合气体的总压强不再变化

混合气体的平均相对分子质量不再变化

解析：当达到平衡时，各物质的物质的量、质量、物质的量都不再改变，故A、B选项可以用来判定平衡；由于是恒容密闭容器，且反应前后气体分子数不变，所以不论是否达到平衡，反应前后气体的总压强都不改变，故不可作为反应是否达到平衡的判据；由于反应体系的总体积不变，而反应前后气体的总质量在发生改变，根据M=m总/n总，未平衡时，气体的平均相对分子质量一直在改变，故可应用此值来判定平衡。综上所述，答案为C

答案：C

例4：在恒容密闭容器中进行如下反应：2NO2(g) N2O4(g)，以下不能证明该反应达到平衡的是（ ）

混合气体的总压强是个定值

混合气体的密度是个定值

混合气体的平均摩尔质量是个定值

混合气体的颜色不再改变

解析：因为是恒容密闭容器，反应前后气体分子数改变，所以未平衡时，气体的总压强一直在改变，当达到平衡时，气体总分子数不再改变，气体总压强也不再改变，故该选项可用于平衡判定；由于反应前后气体的总质量不变，气体的总体积不变，根据ρ=m/V，不管是否达到平衡，混合气体的密度是个定值；根据M=m总/n总，由于气体分子数一直在改变，故反应前后气体的总物质的量也在改变，所以未平衡时，气体的平均摩尔质量是个变化值，可用于判定平衡；未平衡时，有颜色的NO2的量一直在改变，当到达平衡时，NO2的量不再改变了，混合气体的颜色也不再改变了，也可用于平衡判定。

答案：B

例5：判断下列说法是否正确：在恒压密闭容器中进行如下反应：N2 + 3H2 2NH3 ，用混合气体的密度不再改变可以判定反应达到平衡了。

解析：因为这是一个反应前后气体分子数改变的反应，所以未达平衡前，为了保持容器内的恒压，容器体积也就是气体总体积要一直改变，但气体的总质量不变，根据ρ=m/V，可知未平衡时气体的平均密度在改变，一旦到达平衡，便不再改变，故该说法正确。

答案：正确