世界杯红牌 / 2025-06-01 20:00:48
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根据化学平衡状态的定义，化学反应达到平衡时，正逆反应速率相等，某一物质的物质的量浓度保持一定，这也是判断化学反应是否平衡的标志，常见的化学平衡状态的标志，除了定义标志之外，还有一些衍生标志。
一、判断化学平衡状态的本质标志（定义标志）。
1、正逆反应速率相等，也就是v（正）=v（逆）。对于这个标志的使用有注意两点：一是反应速率应有一正一逆，二是正逆反应速率相等。
2、各组分的物质的量浓度保持一定，也就是不再发生改变。
二、判断化学平衡状态的等价标志（衍生标志）。
1、与v（正）=v（逆）等价的标志
（1）从物质的生成速率和消耗速率角度进行判断。对于同一物质，某物质的生成速率等于消耗速率；对于不同物质，速率之比等于化学反应方程式的系数之比，但必须是不同方向的化学反应速率。
（2）从同一时间物质的变化角度进行判断。对于同一物质，同一时间内，生成的物质的量等于消耗的物质的量；对于不同物质，同一时间内，生成的物质的量与消耗的物质的量之比等于化学反应方程式系数之比。
（3）从正逆反应速率的变化角度进行判断。正逆反应速率不再发生改变。
（4）从物质的微观变化角度进行判断。如从单位时间内化学键的变化情况、单位时间内电子得失情况的变化、单位时间内分子的变化情况等等。对反应N2+3H2 ⇌2NH3，当有3mol H—H键断裂，同时有6
molN—H键断裂，则该反应达到了化学平衡。
2、与各组分的物质的量浓度保持一致等价的标志
（1）从质量角度进行判断。如：各组分质量不再发生变化；反应物总质量或生成物总质量不再发生变化；各组分的质量分数不再发生变化等等。
（2）从物质的量角度进行判断。如各组分物质的量不再发生变化；各组分的物质的量分数不再发生变化；反应物总的物质的量或生成物总的物质的量不再发生变化。（只适用与反应前后体积发生改变的反应，对于等体积如H2 +I2
⇌2HI的反应除外）
（3）对于有气体参加的反应，且反应前后气体体积发生改变的反应，还可以采用以下特殊的判断标志。如：总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）保持不变。
①利用总压强作为判断标志，要从PV =
nRT公式出发，先看体系的温度和体积是否恒定，再关注反应前后气体体积是否恒定，如满足上述两个条件，则压强恒定反应平衡。
②利用平均摩尔质量（平均相对分子质量）作为判断标志，要从M =
m/n公式出发，先看反应前后是否有发生状态的改变（如气体转变为固体液体或固体液体转变化气体），再看反应前后气体体积是否恒定，如满足上述两个条件，则压强恒定反应平衡。
③利用混合物的密度作为判断标志，要从ρ =
m/V公式出发，先看体系的温度和体积是否恒定，再关注反应前后是否有发生状态的改变（如气体转变为固体液体或固体液体转变化气体），如满足上述两个条件，则压强恒定反应平衡。
（4）从物质的转化率或产率角度进行判断。
（5）从体系颜色变化角度进行判断。
（6）从化学反应能量变化的角度进行判断。如：绝热体系中体系温度不再发生改变；化学反应能量变化恒定；化学反应所释放（吸收）的能量一定。
总之，反应前后一直发生改变的物理量不再发生改变则可以作为平衡的标志，而反应前后一直不变的物质量恒定则不可以作为平衡的标志。
下面来看几道例题具体体会一下平衡状态的判断标志。
例1、恒温恒容下，反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）容器中达到平衡的标志是（ ）
A．C生成的速率与B生成的速率相等
B．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB
C．容器内总压强不随时间而改变
D．A、B、C分子数之比为1：3：2
【解析】C的生成速率与B的生成速率之比为2：3时，反应达到平衡状态，故A错误．无论该反应是否达到平衡状态，单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB，故B错误．该反应是一个反应前后气体体积有变化的反应，当反应达到平衡状态时，混合物中各组成成分的浓度、百分含量不变，容器内总压强不随时间而改变，故C正确．反应达到平衡时，A、B、C的分子数之比可能为1：3：2，也可能不是1：3：2，这与该反应的初始分子数及转化率有关，故D错误．故选C．
例2、某可逆反应达到平衡状态时，下列说法正确的是
①正反应和逆反应同时进行，两者的速率完全相等②反应物和生成物同时存在，两者的浓度相同③混合物的组成比例不会因时间而改变（ ）
A．①
B．①③
C．②
D．①②③
【解析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，故①正确；可逆反应达到平衡状态时，反应物和生成物同时存在，但两者的浓度不能确定，取决于起始配料比和反应的转化程度，故②错误；可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再改变，体积分数、百分含量等都不再发生变化，所以混合物的组成比例不会因时间而改变，故③正确．故选B．
例3、一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X（g）+2Y（g）⇌2Z（g），一定达到化学平衡状态的是（ ）
①X、Y、Z的物质的量之比为1：2：2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y．
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
【解析】平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故①错误；X、Y、Z的浓度不再发生变化，说明达到化学平衡状态，故②正确；反应物和生成物的物质的量不相等，当压强不变时，说明各物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，故③正确；单位时间内生成nmolZ，同时生成2nmolY，正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，故④错误．故选C．
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