“三关注”“一不变”轻松突破化学平衡状态的判断

罗士富

化学平衡状态的判断经常出现在考题中，且以不定项的选择题形式考察，笔者对此部分内容归纳出“三关注”“一不变”轻松突破化学平衡状态的判断。

化学平衡状态判断“三关注”：

关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器;关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应;关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。

化学平衡状态判断“一不变”—变量不变：

若在化学平衡中某物理量数值随平衡的移动时刻在变化，则把此物理量称为变量，若在化学平衡中某物理量数值随平衡的移动始终不变，则把此物理量称为“常量”，由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“常量”，则不能作为平衡判断的标志。

1.恒溫恒容条件下

例1 在恒温恒容密闭容器中加入一定量氨基甲酸铵发生分解反应：

NH2COONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）

可以判断反应达到平衡状态的是（）。

A.若2v（NH3）=v（CO2），则该反应达到平衡状态

B.密闭容器中气体的密度不变，则该反应达到平衡状态

C.密闭容器中氨的物质的量分数不变，则该反应达到平衡状态

D.密闭容器中气体的平均摩尔质量不变，则该反应达到平衡状态

解析用不同物质描述化学反应达到平衡必须是异向的反应速率关系，且速率之比等于化学计量数比，0正（NH3）=2v（CO2），A不符合题意;密闭容器中气体的密度p=m/V，气体的质量未达到平衡时为变量，而体积不变，因此密度是变量，当变量不变时，反应达到平衡，B符合题意;物质的量分数一般可以作为平衡判断的依据，但是在此题中不能作为平衡判断的依据，因为此平衡从反应物方向建立，且都是固体，生成物NH3和CO2物质的量之比始终为2：1，物质的量分数是常量，不能作为平衡判断依据，C不符合题意;平均摩尔质量M=m/n=M1xn1%+M2xn2%，由于物质的量分数不变，M1，M2为定值，因此平均摩尔质量为常量，不能作为平衡的依据，D不符合题意。答案：B

例2 在一固定容积的密闭容器中充入2 mol和3molB发生可逆反应：

2A（s）+3B（g）→C（g）+2D（g）

可以判断反应达到平衡状态是（）。

A.密闭容器中气体的压强不变

B.密闭容器中气体的密度不变

C.C和D的浓度比为1：2

D.B和C的浓度比不变

解析物质A是固体，且此反应是等体积的可逆反应，气体的总物质的量，总压强不变，是一个常量，不能作为平衡判断依据，A不符合题意，B符合题意（参考例1B选项），C和D是生成物浓度之比始终为1：2，是一个常量，不能作为判断依据，C不符合题意;在反应过程中B的浓度逐渐减小而C的浓度逐渐增大，B和C的浓度比时刻在变，是一个变量，当B和C的浓度比不变时，反应达到平衡，D符合题意，C和D很相似但又不同，要注意区分。答案：BD

2.恒温恒压条件下

例3 在一定温度下的恒压密闭容器中，当下列物理量不变时：①混合气体的压强;②混合气体的密度;③混合气体的总物质的量;④混合气体的平均相对分子质量;⑤混合气体的颜色;⑥某种气体的百分含量。

（1）能说明

I2（g）+H2（g）-2HI（g）

达到平衡状态的是。（填序号，下同）

（2）能说明

2NO2（g）-N2O4（g）

达到平衡状态的是。

解析反应（1）是全部气体参与的等体积反应，且是恒压条件，反应前后气体的总物质的量不变，总体积不变，总质量不变，因此，混合气体的①压强、②密度、③总物质的量、④平均相对分子质量均是常量，不能作为判据，而⑤混合气体的颜色与I2（g）的浓度大小有关，当颜色不变就是I2（g）浓度不变，反应达到平衡，⑥某种气体的百分含量不变反应达到平衡，答案：⑤⑥。由于反应（2）是全部气体参与的不等体积反应，且是恒压条件，反应前后气体的总物质的量改变，总体积改变，总质量不变，因此，混合气体的①压强不变不能作为判据，而②密度、③总物质的量、④平均相对分子质量均是变量，能作为判据，而⑤混合气体的颜色与NO2（g）的浓度大小有关，当颜色不变就是NO2（g）浓度不变，反应达到平衡，⑥某种气体的百分含量不变反应达到平衡，答案：②③④⑤⑥。

3.绝热容器中

例4 若在恒压绝热容器中发生反应：

N2（g）+3HH2（g）2NH3（g）ΔH<0 下列表明反应一定已达平衡状态的是（）。

A.容器内的温度不再变化

B.容器内的压强不再变化

C.相同时间内，断开H—H的数目和生成N-H的数目相等

D.容器内气体的浓度c（N2）：c（H2）：c（NH3）=1：3：2

解析已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意;反应在恒压条件下进行，反应前后压强不变，B项不符合题意;断开H—H和生成N—H均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意;当c（N2）：c（H2）：c（NH3）=1：3：2 时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。答案：A

（收稿日期：2022—04—13）2B071A68-9D2F-4F21-BBA3-A0E3002DFBF6

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