化学平衡状态判断小结

崔小兵

【摘要】化学平衡是在具有逆、等、动、定、变、同的特征下，反应体系中各组成成分的浓度保持不变的状态。化学反应是否达到平衡的三种标志即本质、等价、特殊三种标志。以及阐述了等效平衡的原理及判断方法，并通过相应的例题来进一步分析等效平衡的实质。

【关键词】化学平衡  状态  判断

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0146-01

一、化学平衡状态的概念

在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中各组成成分的浓度保持不变的状态。

二、化学平衡的特征

1.逆：研究对象是密闭体系的可逆反应。

2.等：正反应速率等于逆反应速率>0。

3.动：化学平衡是动态平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应仍都在进行。

4.定：反应混合物中，各组分的浓度或百分含量保持一定。

5.变：化学平衡状态是有条件的、相对的、暂时的，改变影响平衡的条件，平衡会被破坏，直至达到新的平衡。

6.同：在恒温恒容时，根据化学方程式的化学计量关系，采用极限思维的方法，换算成反应物或生成物后，若对应各物质的物质的量相同时，达到平衡后平衡状态相同。

三、化学平衡的标志（可作为化学反应是否达平衡的判断依据）

1.本质标志

对给定的反应：mA+nB？葑pC + qD（A、B、C、D均为气体），当v正 = v逆时，有：

即：■

2.等价标志

（1）可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。

（2）体系中各组成的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。

（3）对同一物质，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。

3.特殊标志

“特殊标志”是指在特定环境、特定反应中，能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。离开特殊界定，一般不能作为反应是否达到化学平衡的判断依据。

（1）气体平均摩尔质量

①若各物质均为气体参与的可逆反应：

ⅰ.当△n（g）≠0，■一定时，可逆反应一定处于化学平衡状态。

ⅱ.当△n（g）=0，■为一定时，可逆反应不一定处于化学平衡。

② 有非气体参与的可逆反应，需具体问题具体分析。

（2）压强（有气体参与）

①当△n（g）≠0， 体系总压强不变时（其他条件一定），一定处于化学平衡状态。

②当△n（g）=0，体系总压强不变时（其他条件一定），不一定处于化学平衡状态。

（3）气体密度

（4）体系中气体的颜色

反应体系内有色物质的颜色稳定不变，一般达化学平衡。

四、等效平衡原理及规律

（一）等效平衡的概念：一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应体系，由于起始有关物质的量“相当”，无论从正反应还是逆反应开始，均能达化学平衡，且平衡时，任何相同组分的含量都相同的化学平衡互称等效平衡。

（二）等效平衡的判断：使用“一边倒”的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。

1.恒温恒容的等效平衡

①在恒温恒容条件下，对于反应前后气体体积改变可逆反应，改变起始加料情况，若通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边物质（一边倒），其物质的量与原平衡对应相同，则二平衡等效（全等效）。

②在恒温恒容条件下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，改变起始加料情况，通过一边倒处理，若反应物（或生成物）的物质的量与原平衡各物质对应成比例，则二平衡等效（相似等效）。

2.恒温恒压的等效平衡

在恒温恒压条件下，对于任何有气体参加的可逆反应，若改变起始加入情况，通过一边倒处理，若反应物（或生成物）的物质的量与原平衡各物质对应成比例，则二平衡等效（相似等效）。

【例题】在恒温恒容的密闭容器中，对于N2+3H2？葑2NH3的反应，达到平衡状态的标志是（       ）

A.生成NH3的速率与NH3的分解速率相等

B.断开一个■键的同时有6个N—N键生成

C.N2、H2、NH3的百分含量不再变化

D.总压强不变

E.N2、H2、NH3的分子数之比为1︰3︰2的状态

F.N2、H2、NH3的浓度相等

G.N2、H2不再起化学反应

H.3v （N2）= v （H2）

I.混合气体的密度不再改变

J.混合气体的平均相对分子质量不再改变

K.容器内气体颜色不再改变

【讲析】判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态，要从两方面考虑：①v正=v逆≠0;②混合物各成分浓度不再改变，只要符合其一，则达平衡状态，A选项符合v正=v逆≠0;C、D、J项符合混合物各成分的浓度不变;B选项只知正反应速率而不知逆反应速率，无法判断;分子数之比或是分子浓度相等不能说明分子浓度不再改变，所以E、F无法判断;G项违背了平衡的特征——动态平衡;H项始终满足此关系，不能说明v正=v逆;I项气体总质量不变，只要总体积不变，则密度总是不变。气体均为无色，颜色始终不变，K错误。

【答案】A、C、D、J

【点评】化学平衡的本质标志是v正=v逆≠0;而化学平衡造成的结果是各成分的浓度保持不变，符合则达到化学平衡，否则不平衡。