例如给一个物质的量随反应时间变化的曲线图这样的题怎么才能判断化学反应是否达到平衡请给个例子,

Question

例如给一个物质的量随反应时间变化的曲线图这样的题怎么才能判断化学反应是否达到平衡请给个例子,

Answer 1

判断化学反应达到平衡状态的标志
　　1、任何情况下均可作为标志的：
　　（1）v正=v逆（同一种物质）
　　（2）各组分含量（百分含量、物质的量、质量）不随时间变化
　　（3）某反应物的消耗（生成）速率：某生成物的消耗（生成）速率=化学计量数之比
　　2、在一定条件下可作为标志的：
　　（1）对于有色物质参加或生成的可逆反应体系,颜色不再变化.
　　（2）对于有气态物质参加或生成的可逆反应体系,若反应前后气体的物质的量变化不为0,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变（恒温恒容）.
　　（3）对于恒容绝热体系,体系的温度不再变化.
　　3、不能作为判断标志的：
　　（1）各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比（任何情况下均适用）
　　（2）对于全气体的反应,若反应前后气体的体积无变化,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变（恒温恒容）.
　　[例题与解析]
　　例1、下列方法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是（　 ）
　　①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
　　②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
　　③百分组成HI%=I2%
　　④反应速率v (H2)=v (I2)=0.5 v (HI)时
　　⑤C (HI)=C (H2)=C (I2)=2∶1∶1
　　⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
　　⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化
　　⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
　　⑨温度和体积一定时混合气体的颜色不再变化
　　⑩温度和压强一定时混合气体密度不再变化
　　分析：这是一个反应前后气体体积没有变化的反应
　　①表示不同方向的反应,但生成H2与生成HI的物质的量之比应等相应化学计量数之比；
　　②表示不同方向的反应且等于化学计量数之比,正确；
　　③毫无根据,只在极特殊情况下成立；
　　④任何情况下均成立；
　　⑤平衡状态时浓度之比不一定等于化学计量数之比；
　　⑥浓度不变,说明已达平衡,正确；
　　⑦此反应前后气体体积不变,恒温恒容条件下任何时候容器内压强均不变；
　　⑧此反应前后气体物质的量不变,总质量不变条件下任何时候气体平均相对分子质量均不变；
　　⑨颜色不变说明浓度不变,正确；
　　⑩此反应前后气体物质的量不变,恒温恒压条件下体积不变,任何时候气体密度均不变.
　　正确答案：②⑥⑨
　　例2、N2+3H22NH3 （正反应为放热反应）的平衡体系中,使逆反应速率逐渐增大到第二次平衡的措施是
（　 ）
　　（A）增加N2的浓度　　 （B）减少NH3的浓度
　　（C）减压　 　　　　　（D）升温
　　分析：对本反应来说,若升温,v正、v逆均是突然都增大,减压v正、v逆均是突然都减低,减少NH3的浓度、v逆也是突然降低,只有增加N2的浓度,v正突然增大,而这一瞬间v逆是从原平衡点开始逐渐增大,直到第二次平衡.用以下图象说明.答案为（A）.
　　例3、反应A(g)+2B(g)C(g)+Q（正反应为放热反应）达到平衡后,当改变条件：①升温　 ②降温　 ③加压　 ④减压　 ⑤使用催化剂,能使反应速率加快的同时C的平衡百分含量增加的是（　 ）
　　（A）①③⑤　 （B）②③　 （C）③⑤　 （D）③
　　分析：欲使反应速率加快,只能选①升温、③加压和⑤使用液化剂.但本题要求同时C的百分含量增大,即平衡向正反应方向移动,因此⑤不行,因为它不能改变平衡,而①升温平衡逆反应移动,C的百分含量减小,因此只有③加压满足反应速率加快的同时C的百分含量增加,答案为（D）.
　　例4、某温度下,反应N2O42NO2（正反应为吸热反应）在密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是（ ）
　　A．体积减小时将使反应速率增大
　　B．体积不变时加入少许NO2,将使正反应速率减小
　　C．体积不变时加入少许N2O4,再度平衡时颜色变深
　　D．体积不变时升高温度,再度平衡时颜色变深
　　分析：
　　A、B两选项是结合判断化学反应速率变化而设置的,C、D两选项是结合判断化学平衡移动而设置的.速率变化与平衡移动是两个不同的但又密切相关的概念,在解题时一定要正确处理好两者的关系.
　　A选项：体积减小使反应物浓度及生成物浓度都增大,所以无论正反应还是逆反应速率都增大.
　　B选项：体积不变时增加NO2的量,生成物的浓度增大,则正、逆反应速率都增大.
　　C选项：体积不变加入少许N2O4,再度平衡时,无论平衡如何移动各物质浓度均增大,颜色也一定加深.
　　D选项：体积不变升高温度,平衡向吸热（正反应）方向移动,颜色一定加深.
　　答案：B
　　参考练习：
　　1．在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应：A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达到平衡状态的是（　 ）
　　A．混合气体的压强　　　　B．混合气体的密度
　　C．B的物质的量浓度　　 　D．气体的总物质的量
　　2．在一个固定体积的密闭容器中,放入3LX(g)和2LY(g),在一定条件下发生下列反应：
　　4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g),达到平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加5%,X的浓度减少1/3,则该反应方程式中n的值是（　 ）
　　A．3　 B．4　 C．5　 D．6
　　3．在一定条件下,下列可逆反应达到化学平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)（正反应为放热反应）,要使混合气体的紫色加深,可以采取的方法是（　 ）
　　A．降低温度　 B．升高温度　 C．增大压强　 D．减小压强
　　4．下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是（　 ）
　　A．在强碱存在的条件下,Cl2在水中的溶解度增大
　　B．加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化成氨
　　C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨气
　　D．加压有利于SO2和O2反应生成SO3
　　5．下列可逆反应中,增大压强,降低温度,均可使化学平衡向正反应方向移动的是（　 ）
　　A．2SO2+O22SO3(g)（正反应为放热反应）
　　B．4NH3+5O24NO+6H2O(g)（正反应为放热反应）
　　C．2NH3N2+3H2（正反应为吸热反应）
　　D．SO2+NO2SO3(g)+NO（正反应为放热反应）
　　参考答案：
　　1．BC　 2．D　 3．BC　 4．B　 5．A