巧析化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

楊 婭●

貴州省遵義市第四中學(xué)(563000)

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巧析化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

楊 婭●

貴州省遵義市第四中學(xué)(563000)

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷是一個(gè)難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn).化學(xué)平衡指在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)正、逆兩個(gè)方向反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定.可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)是“等”，即V正(A)=V逆(A)，表現(xiàn)出來的結(jié)果是“定”，即某些變量一定，不再發(fā)生改變.筆者以這兩點(diǎn)為切入點(diǎn)，提出判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法:“v正(A)=v逆(A)”法和“變量不變”法.

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷;變量不變

一、用“v正(A)=v逆(A)”判斷

“v正(A)=v逆(A)”表達(dá)的意思有兩點(diǎn)：“正”和“逆”表示方向，即同時(shí)要有關(guān)于“正”和“逆”方向的描述；“=”表示同種物質(zhì)速率相等，若為不同種物質(zhì)，速率折算成同一種物質(zhì)在數(shù)值上相等.綜上，用“v正(A)=v逆(A)”判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的方法要注意以下兩點(diǎn): 要有正和逆方向的描述, 同種物質(zhì)正、逆速率相等，不同種物質(zhì)正、逆速率比值等于方程式計(jì)量數(shù)比.

①單位時(shí)間內(nèi)生成2nmol NH3的同時(shí)生成3nmol H2

②單位時(shí)間內(nèi)生成nmol N2的同時(shí)生成3nmol H2

③用N2、H2、NH3表示的反應(yīng)速率比為1:3:2的狀態(tài)

④ 3v(H2)正=2v(NH3)逆

⑤3 mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂6 mol N-H鍵

解析 ①“生成2nmol NH3”表示正速率，“生成3nmol H2”表示逆速率，有“正”和“逆”方向的描述，用“NH3和H2”表示速率比值為2n∶3n=2∶3，等于計(jì)量數(shù)比，①說明達(dá)平衡；

②“生成nmol N2”表示逆速率，“生成3nmol H2”表示逆速率，無“正”和“逆”方向的描述，②不能說明達(dá)平衡；

③無“正”和“逆”方向的描述，③不能說明達(dá)平衡；

④有“正”和“逆”方向的描述，把3v(H2)正=2v(NH3)逆變化形式為：v(H2)正∶v(NH3)逆=2∶3，不等于計(jì)量數(shù)比，④不能說明達(dá)平衡；

⑤“3 mol H-H鍵斷裂”表示正速率， “斷裂 6 molN-H鍵”表示逆速率，有“正”和“逆”方向的描述,v(H2)正∶v(NH3)逆=3∶6=1∶2,等于計(jì)量數(shù)比,⑤說明達(dá)平衡.

二、用“變量不變”判斷

化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行中，有些量一直不變，“不變量”不能作為判斷是否達(dá)平衡的標(biāo)志.有些量一直在變，當(dāng)“變量”不變，則說明達(dá)到化學(xué)平衡，即“變量不變”法.

例2 在兩個(gè)絕熱、恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：

現(xiàn)有下列狀態(tài)，其中能表明(甲)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是( ).

能表明(乙)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是( ).

①混合氣體的顏色不再改變

②混合氣體總的物質(zhì)的量不再改變

③混合氣體的壓強(qiáng)不再改變

④反應(yīng)物濃度不再改變

⑤混合氣體的密度不再改變

⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

⑦絕熱體系溫度不再改變的狀態(tài)

⑧反應(yīng)物或生成物的百分含量不再改變的狀態(tài)

⑨ΔH不變

解析 ①、用極端假設(shè)法判斷量是否為變量，如甲方程式中，NO2有顏色，其他無色，若全為反應(yīng)物，體系為紅棕色，若全為生成物體系為無色，所以反應(yīng)過程中，“顏色”為變量，變量不變，①可作為甲判斷標(biāo)志，同理①也可作為乙的判斷標(biāo)志；②甲方程式中，若2mol反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化得3mol生成物，該反應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量變化的體系，“氣體總的物質(zhì)的量”為變量，變量不變，②可作為甲判斷標(biāo)志，乙為等物質(zhì)的量變化的反應(yīng)，“氣體總的物質(zhì)的量”為不變量，則②不可作為乙的判斷標(biāo)志；③其它條件相同時(shí)，壓強(qiáng)大小是由氣體多少?zèng)Q定的，甲方程式為氣體的物質(zhì)的量變化的體系，即壓強(qiáng)變化的體系，“壓強(qiáng)”為變量，變量不變，③可作為甲判斷標(biāo)志.乙為等物質(zhì)的量變化的反應(yīng)，即“壓強(qiáng)”為不變量，③不可作為乙的判斷標(biāo)志；④對(duì)于甲和乙來講，“反應(yīng)物濃度”為變量，變量不變，④可作為甲、乙判斷標(biāo)志；⑤公式ρ=m/V中，根據(jù)質(zhì)量守恒，對(duì)于甲和乙m為不變量，由題V為不變量，所以ρ為不變量，⑤不可作為甲、乙判斷標(biāo)志.⑥公式M=m/n中，對(duì)于甲和乙m為不變量，甲的n為變量，乙的n為不變量，所以，甲的“M”為變量，乙的“M”為不變量.⑥可作為甲判斷標(biāo)志，不能作為乙判斷標(biāo)志.⑦由題，任何反應(yīng)都有熱效應(yīng)，絕熱下，“體系溫度”為變量，⑦可作甲、乙判斷標(biāo)志.⑧反應(yīng)物或生成物的百分含量對(duì)于甲乙都為可變量，⑧可作甲、乙判斷標(biāo)志.⑨ΔH為不變量，⑨不可作甲、乙判斷標(biāo)志.

綜上所述，無論題目條件如何變化，都可轉(zhuǎn)化為下列兩種判斷方法：“v正(A)=v逆(A)”法和“變量不變”法，用“v正(A)=v逆(A)”法判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的核心是判斷是否有v正和v逆；用“變量不變”法判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的核心是判斷給的“量”是否為變量.抓住這兩點(diǎn)，所有平衡問題都能迎刃而解.

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1008-0333(2016)28-0087-01