论文部分内容阅读
摘 要 判断化学平衡状态的标志是历年高考的高频点，而这一部分的知识理论性强，比较抽象，对学生来说，具有一定的难度。要快速准确判断一个可逆反应达到化学平衡状态的标志，就要求学生必须全面透彻的理解化学平衡状态的含义及其基本特征。
关键词 可逆反应 化学平衡状态 标志 反应体系 组分 速率 质量 浓度
判断化学平衡状态的标志是历年高考的高频点，而这一部分的知识理论性强，比较抽象，对学生来说，具有一定的难度。要快速准确判断一个可逆反应达到化学平衡状态的标志，就要求学生必须全面透彻的理解化学平衡状态的含义及其基本特征。为此，我们从化学平衡状态的含义及其特基本征出发进行分析和总结：
一、“等”——可逆反应达到化学平衡状态时，正反应和逆反应的速率相等。
以一定条件下的可逆反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 为例，达到化学平衡状态的标志归纳如下：
1．同一物质的生成速率等于消耗速率，如v生(A)=v消(A)，则平衡；
2．在方程式同一边的不同物质生成速率(或消耗速率)与消耗速率(或生成速率)之比等于其化学计量数之比，如v消(A)/v生(B)=a/b，则平衡；
3．在方程式不同一边的不同物质生成速率(或消耗速率)和生成速率(或消耗速率)之比等于其化学计量数之比，如v消(A)/v消(C)=a/c， 则平衡。
下面举例说明：
例一：在一定温度下，可逆反应：A2（g）＋B2（g）2AB（g），达到化学平衡的标志是( )
A．单位时间内有nmolA2消耗的同时有n molA2生成
B．单位时间内有nmolA2生成的同时有n molB2生成
C．单位时间内生成nmolA2同时就有nmolAB生成
D．单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成
解析：A消耗A2 为正反应，而生成A2为逆反应，且正、逆反应速率相等,故正确；B.生成A2与生成B2均为逆反应,肯定不存在正、逆反应速率相等,故错误；C.生成A2为逆反应，生成AB为正反应，但V生(A2):V生(AB)=1∶1，而化学方程式前的计量系数之比为1：2，故错误；D.生成A2 为逆反应，生成AB为正反应，且正、逆反应速率相等,故正确；
本题答案为A和 D。
二、“定”——可逆反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变。
“定”——即不变，相对于变才有不变。也就是说题干中给我们某个物理量在可逆反应未达到化学平衡状态之前是改变的，而当这个物理量不在改变时，则达到化学平衡状态。
以一定条件下的可逆反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 为例，达到化学平衡状态的标志，归纳如下：
1．各组分的质量或质量分数保持不变，则平衡；
2．各组分的物质的量或物质的量分数保持不变，则平衡；
3．各组分气体的体积或体积分数保持不变，则平衡；
4．其他条件不变，当a+b≠c+d时，总物质的量或总压强或总体积保持不变，则平衡；
5．其他条件不变，当a+b=c+d时，总物质的量或总压强或总体积保持不变，不一定平衡；
6．其他条件不变， a+b≠c+d，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，则平衡；
7．其他条件不变， a+b=c+d，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，不一定平衡；
8．当密闭容器的容积不变时，若混合气体的密度保持不变，不一定平衡；
9．其他条件不变，当体系的温度保持不变时，则平衡；
10．若某组分有颜色，当体系的颜色不再改变时，则平衡；
11．当反应物的转化率或生成物的产率保持不变，则平衡；
下面举例说明:
例二： 在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应:
A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到化学平衡状态的是( )
①混合气体的压强；②混合气体的密度；③B的物质的量浓度；
④气体总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量；
A．②③⑤ B.①②③C.②③④D.①③④⑤
解析:由方程式知，混合气体的压强与总物质的量始终不变，∴①和④错误；
ρ混气=m气总/V容器，∵V容器不变，m气总未平衡时，在变化；平衡时，不再变化，∴②正确；由化学平衡状态的定义知，③正确； ⑤M混平=m气总/n气总，由方程式知，n气总始终不变，m气总未平衡时，在变化；平衡时，不再变化，∴⑤正确。
本题答案为A.
例三: 可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
用N02、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态
混合气体的颜色不再改变的状态
混合气体的密度不再改变的状态
混合气体的压强不再改变的状态
混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
解析: ① 生成 O2 为正反应，而生成NO2为逆反应，且V生(O2):V生(NO2)=1∶2，化学方程式前的计量系数之比也为1：2，∴正、逆反应速率相等,故①正确； ②生成O2和生成NO均为正反应，∴②错误；③用N02，NO，O2表示的反应速率的比为2:2:1，始终存在，不能说明v正=v逆，∴③错误；由④知，各组分的浓度保持不变，∴④正确；⑤ρ混气=m混气/V容器，由题意知，m混气和V容器始终为定值，∴⑤错误；⑥由方程式知，混合气体的压强，未平衡时在变化；平衡时，不再变化。∴⑥正确；⑦M混气=m混气/n混气，m混气始终不变，n混气未平衡时在变化；平衡时，不再变化。 ∴⑦正确。
本题答案为A.
综上所述，根据化学平衡状态的含义及其基本特征分析归纳了判断可逆反应达到化学平衡状态的标志，通过解析例题，深刻的理解并熟记这些知识，在实践中灵活运用，有助于达到事半功倍的效果。
关键词 可逆反应 化学平衡状态 标志 反应体系 组分 速率 质量 浓度
判断化学平衡状态的标志是历年高考的高频点，而这一部分的知识理论性强，比较抽象，对学生来说，具有一定的难度。要快速准确判断一个可逆反应达到化学平衡状态的标志，就要求学生必须全面透彻的理解化学平衡状态的含义及其基本特征。为此，我们从化学平衡状态的含义及其特基本征出发进行分析和总结：
一、“等”——可逆反应达到化学平衡状态时，正反应和逆反应的速率相等。
以一定条件下的可逆反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 为例，达到化学平衡状态的标志归纳如下：
1．同一物质的生成速率等于消耗速率，如v生(A)=v消(A)，则平衡；
2．在方程式同一边的不同物质生成速率(或消耗速率)与消耗速率(或生成速率)之比等于其化学计量数之比，如v消(A)/v生(B)=a/b，则平衡；
3．在方程式不同一边的不同物质生成速率(或消耗速率)和生成速率(或消耗速率)之比等于其化学计量数之比，如v消(A)/v消(C)=a/c， 则平衡。
下面举例说明：
例一：在一定温度下，可逆反应：A2（g）＋B2（g）2AB（g），达到化学平衡的标志是( )
A．单位时间内有nmolA2消耗的同时有n molA2生成
B．单位时间内有nmolA2生成的同时有n molB2生成
C．单位时间内生成nmolA2同时就有nmolAB生成
D．单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成
解析：A消耗A2 为正反应，而生成A2为逆反应，且正、逆反应速率相等,故正确；B.生成A2与生成B2均为逆反应,肯定不存在正、逆反应速率相等,故错误；C.生成A2为逆反应，生成AB为正反应，但V生(A2):V生(AB)=1∶1，而化学方程式前的计量系数之比为1：2，故错误；D.生成A2 为逆反应，生成AB为正反应，且正、逆反应速率相等,故正确；
本题答案为A和 D。
二、“定”——可逆反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变。
“定”——即不变，相对于变才有不变。也就是说题干中给我们某个物理量在可逆反应未达到化学平衡状态之前是改变的，而当这个物理量不在改变时，则达到化学平衡状态。
以一定条件下的可逆反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) 为例，达到化学平衡状态的标志，归纳如下：
1．各组分的质量或质量分数保持不变，则平衡；
2．各组分的物质的量或物质的量分数保持不变，则平衡；
3．各组分气体的体积或体积分数保持不变，则平衡；
4．其他条件不变，当a+b≠c+d时，总物质的量或总压强或总体积保持不变，则平衡；
5．其他条件不变，当a+b=c+d时，总物质的量或总压强或总体积保持不变，不一定平衡；
6．其他条件不变， a+b≠c+d，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，则平衡；
7．其他条件不变， a+b=c+d，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，不一定平衡；
8．当密闭容器的容积不变时，若混合气体的密度保持不变，不一定平衡；
9．其他条件不变，当体系的温度保持不变时，则平衡；
10．若某组分有颜色，当体系的颜色不再改变时，则平衡；
11．当反应物的转化率或生成物的产率保持不变，则平衡；
下面举例说明:
例二： 在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应:
A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到化学平衡状态的是( )
①混合气体的压强；②混合气体的密度；③B的物质的量浓度；
④气体总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量；
A．②③⑤ B.①②③C.②③④D.①③④⑤
解析:由方程式知，混合气体的压强与总物质的量始终不变，∴①和④错误；
ρ混气=m气总/V容器，∵V容器不变，m气总未平衡时，在变化；平衡时，不再变化，∴②正确；由化学平衡状态的定义知，③正确； ⑤M混平=m气总/n气总，由方程式知，n气总始终不变，m气总未平衡时，在变化；平衡时，不再变化，∴⑤正确。
本题答案为A.
例三: 可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
用N02、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态
混合气体的颜色不再改变的状态
混合气体的密度不再改变的状态
混合气体的压强不再改变的状态
混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
解析: ① 生成 O2 为正反应，而生成NO2为逆反应，且V生(O2):V生(NO2)=1∶2，化学方程式前的计量系数之比也为1：2，∴正、逆反应速率相等,故①正确； ②生成O2和生成NO均为正反应，∴②错误；③用N02，NO，O2表示的反应速率的比为2:2:1，始终存在，不能说明v正=v逆，∴③错误；由④知，各组分的浓度保持不变，∴④正确；⑤ρ混气=m混气/V容器，由题意知，m混气和V容器始终为定值，∴⑤错误；⑥由方程式知，混合气体的压强，未平衡时在变化；平衡时，不再变化。∴⑥正确；⑦M混气=m混气/n混气，m混气始终不变，n混气未平衡时在变化；平衡时，不再变化。 ∴⑦正确。
本题答案为A.
综上所述，根据化学平衡状态的含义及其基本特征分析归纳了判断可逆反应达到化学平衡状态的标志，通过解析例题，深刻的理解并熟记这些知识，在实践中灵活运用，有助于达到事半功倍的效果。