根據化學平衡狀態的定義,化學反應達到平衡時,正逆反應速率相等,某一物質的物質的量濃度保持一定,這也是判斷化學反應是否平衡的標誌,常見的化學平衡狀態的標誌,除了定義標誌之外,還有一些衍生標誌。
一、判斷化學平衡狀態的本質標誌(定義標誌)。
1、正逆反應速率相等,也就是v(正)=v(逆)。對於這個標誌的使用有注意兩點:一是反應速率應有一正一逆,二是正逆反應速率相等。
2、各組分的物質的量濃度保持一定,也就是不再發生改變。
二、判斷化學平衡狀態的等價標誌(衍生標誌)。
1、與v(正)=v(逆)等價的標誌
(1)從物質的生成速率和消耗速率角度進行判斷。對於同一物質,某物質的生成速率等於消耗速率;對於不同物質,速率之比等於化學反應方程式的係數之比,但必須是不同方向的化學反應速率。
(2)從同一時間物質的變化角度進行判斷。對於同一物質,同一時間內,生成的物質的量等於消耗的物質的量;對於不同物質,同一時間內,生成的物質的量與消耗的物質的量之比等於化學反應方程式係數之比。
(3)從正逆反應速率的變化角度進行判斷。正逆反應速率不再發生改變。
(4)從物質的微觀變化角度進行判斷。如從單位時間內化學鍵的變化情況、單位時間內電子得失情況的變化、單位時間內分子的變化情況等等。對反應N ub >2+3H2 ⇌2NH3,當有3mol H—H鍵斷裂,同時有6 molN—H鍵斷裂,則該反應達到了化學平衡。
2、與各組分的物質的量濃度保持一致等價的標誌
(1)從質量角度進行判斷。如:各組分質量不再發生變化;反應物總質量或生成物總質量不再發生變化;各組分的質量分數不再發生變化等等。
(2)從物質的量角度進行判斷。如各組分物質的量不再發生變化;各組分的物質的量分數不再發生變化;反應物總的物質的量或生成物總的物質的量不再發生變化。(只適用與反應前後體積發生改變的反應,對於等體積如H2 +I2 ⇌2HI的反應除外)
(3)對於有氣體參加的反應,且反應前後氣體體積發生改變的反應,還可以採用以下特殊的判斷標誌。如:總物質的量、總壓強(恆溫、恆容)、平均摩爾質量、混合氣體的密度(恆溫、恆壓)保持不變。
①利用總壓強作為判斷標誌,要從PV = nRT公式出發,先看體系的溫度和體積是否恆定,再關注反應前後氣體體積是否恆定,如滿足上述兩個條件,則壓強恆定反應平衡。
②利用平均摩爾質量(平均相對分子質量)作為判斷標誌,要從M = m/n公式出發,先看反應前後是否有發生狀態的改變(如氣體轉變為固體液體或固體液體轉變化氣體),再看反應前後氣體體積是否恆定,如滿足上述兩個條件,則壓強恆定反應平衡。
③利用混合物的密度作為判斷標誌,要從ρ = m/V公式出發,先看體系的溫度和體積是否恆定,再關注反應前後是否有發生狀態的改變(如氣體轉變為固體液體或固體液體轉變化氣體),如滿足上述兩個條件,則壓強恆定反應平衡。
(4)從物質的轉化率或產率角度進行判斷。
(5)從體系顏色變化角度進行判斷。
(6)從化學反應能量變化的角度進行判斷。如:絕熱體系中體系溫度不再發生改變;化學反應能量變化恆定;
根據化學平衡狀態的定義,化學反應達到平衡時,正逆反應速率相等,某一物質的物質的量濃度保持一定,這也是判斷化學反應是否平衡的標誌,常見的化學平衡狀態的標誌,除了定義標誌之外,還有一些衍生標誌。
一、判斷化學平衡狀態的本質標誌(定義標誌)。
1、正逆反應速率相等,也就是v(正)=v(逆)。對於這個標誌的使用有注意兩點:一是反應速率應有一正一逆,二是正逆反應速率相等。
2、各組分的物質的量濃度保持一定,也就是不再發生改變。
二、判斷化學平衡狀態的等價標誌(衍生標誌)。
1、與v(正)=v(逆)等價的標誌
(1)從物質的生成速率和消耗速率角度進行判斷。對於同一物質,某物質的生成速率等於消耗速率;對於不同物質,速率之比等於化學反應方程式的係數之比,但必須是不同方向的化學反應速率。
(2)從同一時間物質的變化角度進行判斷。對於同一物質,同一時間內,生成的物質的量等於消耗的物質的量;對於不同物質,同一時間內,生成的物質的量與消耗的物質的量之比等於化學反應方程式係數之比。
(3)從正逆反應速率的變化角度進行判斷。正逆反應速率不再發生改變。
(4)從物質的微觀變化角度進行判斷。如從單位時間內化學鍵的變化情況、單位時間內電子得失情況的變化、單位時間內分子的變化情況等等。對反應N ub >2+3H2 ⇌2NH3,當有3mol H—H鍵斷裂,同時有6 molN—H鍵斷裂,則該反應達到了化學平衡。
2、與各組分的物質的量濃度保持一致等價的標誌
(1)從質量角度進行判斷。如:各組分質量不再發生變化;反應物總質量或生成物總質量不再發生變化;各組分的質量分數不再發生變化等等。
(2)從物質的量角度進行判斷。如各組分物質的量不再發生變化;各組分的物質的量分數不再發生變化;反應物總的物質的量或生成物總的物質的量不再發生變化。(只適用與反應前後體積發生改變的反應,對於等體積如H2 +I2 ⇌2HI的反應除外)
(3)對於有氣體參加的反應,且反應前後氣體體積發生改變的反應,還可以採用以下特殊的判斷標誌。如:總物質的量、總壓強(恆溫、恆容)、平均摩爾質量、混合氣體的密度(恆溫、恆壓)保持不變。
①利用總壓強作為判斷標誌,要從PV = nRT公式出發,先看體系的溫度和體積是否恆定,再關注反應前後氣體體積是否恆定,如滿足上述兩個條件,則壓強恆定反應平衡。
②利用平均摩爾質量(平均相對分子質量)作為判斷標誌,要從M = m/n公式出發,先看反應前後是否有發生狀態的改變(如氣體轉變為固體液體或固體液體轉變化氣體),再看反應前後氣體體積是否恆定,如滿足上述兩個條件,則壓強恆定反應平衡。
③利用混合物的密度作為判斷標誌,要從ρ = m/V公式出發,先看體系的溫度和體積是否恆定,再關注反應前後是否有發生狀態的改變(如氣體轉變為固體液體或固體液體轉變化氣體),如滿足上述兩個條件,則壓強恆定反應平衡。
(4)從物質的轉化率或產率角度進行判斷。
(5)從體系顏色變化角度進行判斷。
(6)從化學反應能量變化的角度進行判斷。如:絕熱體系中體系溫度不再發生改變;化學反應能量變化恆定;