化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷分析論文

　　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷是高考高頻考點(diǎn)，也是學(xué)生存在的難點(diǎn)．主要原因是這部分內(nèi)容較為抽象，題目變化較多，學(xué)生若沒有從本質(zhì)上理解，就容易判斷錯誤．化學(xué)平衡狀態(tài)是:“一定條件的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)．”化學(xué)平衡狀態(tài)用“動態(tài)的靜止”來概括是再合適不過了．“動態(tài)”指“動態(tài)平衡”，反應(yīng)并沒有終止．而“靜止”是某些變化的量不再發(fā)生改變．“動中找靜”是判斷平衡狀態(tài)標(biāo)志的核心思想．下面就從兩個方面談?wù)劵瘜W(xué)平衡狀態(tài)巧妙的判斷．

　　一、“等”是為了“定”

　　化學(xué)平衡狀態(tài)的定義中體現(xiàn)了“等———正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等”和“定———各組分濃度保持不變”．其實(shí)，“等”也是為了表現(xiàn)“定”．對于可逆反應(yīng)達(dá)平衡時，除固體和純液體外，每種物質(zhì)均有v正和v逆．以mA(g)+nB(g)幑幐pC(g)+qD(g)為例:1．對于同一物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率:當(dāng)v正(A)=v逆(A)時，可作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．原因:v正(A)=v逆(A)，可以理解為正反應(yīng)方向A的消耗速率等于逆反應(yīng)方向A的生成速率．即單位時間內(nèi)，正反應(yīng)方向A物質(zhì)的量濃度的減少等于逆反應(yīng)方向A物質(zhì)的量濃度的增加．所以，當(dāng)v正(A)=v逆(A)時，A物質(zhì)的量濃度不再改變，可作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．2．對于不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率:當(dāng)v正(A)︰v逆(B)=m︰n時，可作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．這里面有兩層含義:①A、B表示速率時必須是正逆兩個方向;②速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．其實(shí)，只有這樣才能轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)的v正=v逆．首先，若A、B表示均為正反應(yīng)方向速率或逆反應(yīng)方向速率，則v正(A)︰v逆(B)在任何時候均為m︰n，并不是平衡時特有的．若v正(A)︰v逆(B)=m︰n成立，則必然存在v正(B)=v逆(B)，這和上述v正(A)=v逆(A)是同一意思．由此，再以N2(g)+3H2(g)幑幐2NH3(g)(反應(yīng)條件略)為例，與“等”有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)速率的標(biāo)志有:(1)單位時間內(nèi)，生成2molNH3的同時，生成3molH2．(2)單位時間內(nèi)，1molN≡N斷裂的同時，有6molN－H鍵斷裂．綜上所述，不論是用化學(xué)反應(yīng)速率表示，還是文字描述，只要抓住兩點(diǎn):正反應(yīng)和逆反應(yīng)兩個方向、滿足化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則可判斷反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)．

　　二、“變”是為了“定”

　　化學(xué)平衡狀態(tài)中的靜不是一開始就不變的量，而是由“變”到“不變”．抓住“變量”在達(dá)到平衡時“不變”的特征，在判斷平衡狀態(tài)時就容易多了．在任何情況下均是“變量”的有:各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率等;在特定條件下滿足的“變量”有:體系壓強(qiáng)、氣體密度、氣體平均相對分子質(zhì)量、體系溫度、體系顏色等．

　　(一)任何情況下均可作為判斷平衡狀態(tài)標(biāo)志的“變量”

　　1．各組分物質(zhì)的量n(A)或物質(zhì)的量濃度c(A)各組分物質(zhì)的量n(A)或物質(zhì)的量濃度c(A)，其實(shí)也是一個“變量”，當(dāng)不變時，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)．這里要特別指出的是:各組分物質(zhì)的量n(A)或物質(zhì)的量濃度c(A)作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志時，既不成比例，也不相等，只能是不變．2．百分含量這里所指的百分含量可以是物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，也可以是體積分?jǐn)?shù)．例如:N2(g)+3H2(g)幑幐2NH3(g)(反應(yīng)條件省略)，N2、H2、NH3體積分?jǐn)?shù)在反應(yīng)過程中均是“變量”，當(dāng)不變時，說明達(dá)到了平衡狀態(tài)．3．轉(zhuǎn)化率化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的最大限度．因此，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不斷增加(“變量”)，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大并且不再改變．

　　(二)在一定條件下，可作為判斷平衡狀態(tài)標(biāo)志的“變量”

　　1．恒溫、恒容條件下，體系壓強(qiáng)、氣體密度、氣體平均相對分子質(zhì)量三者的判斷．例如:①N2(g)+3H2(g)幑幐2NH3(g)②H2(g)+I2(g)幑幐2HI(g)③A(s)+3B(g)幑幐2C(g)+D(g)(反應(yīng)條件省略)針對這三個方程式進(jìn)行分析:(1)體系壓強(qiáng)恒溫、恒容條件下，體系壓強(qiáng)與氣體的總物質(zhì)的量成正比．對方程式而言，氣體總物質(zhì)的量的變化體現(xiàn)在方程式兩邊氣體前的化學(xué)計(jì)量數(shù)總和的相對大�。�化學(xué)方程式①:反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不等，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，壓強(qiáng)是“變量”，當(dāng)壓強(qiáng)不變時，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)．化學(xué)方程式②:反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和相等，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，壓強(qiáng)始終不變．壓強(qiáng)不是“變量”，壓強(qiáng)不變不是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．化學(xué)方程式③:此反應(yīng)中出現(xiàn)了固體，首先要排除固體前的系數(shù)．反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和相等，壓強(qiáng)不是“變量”，壓強(qiáng)不變不是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．由此，壓強(qiáng)是否是變量，關(guān)鍵看方程式兩邊氣體前的計(jì)量數(shù)總和的相對大�。�(2)氣體密度氣體密度公式:=m(總)V．由于是恒容條件，V不變，因此只要判斷m(總)是否是“變量”．化學(xué)方程式①和②:反應(yīng)物和生成物均為氣體，故氣體的總質(zhì)量m(總)不變，密度不是“變量”，此方程式密度不是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．化學(xué)方程式③:由于存在固體反應(yīng)物，因此，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的總質(zhì)量增加，m(總)是“變量”，此時密度是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．(3)氣體平均相對分子質(zhì)量(M)氣體平均相對分子質(zhì)量公式:M=m(總)n(總)．需要考慮m(總)和n(總)兩個因素，相當(dāng)于以上兩個判斷依據(jù)的綜合考慮．化學(xué)方程式①:m(總)不變;反應(yīng)后氣體計(jì)量數(shù)之和小于反應(yīng)前，n(總)減小．因此，是“變量”，M不變可作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．化學(xué)方程式②:m(總)不變;方程式兩邊氣體計(jì)量數(shù)之和相等，n(總)不變．因此，M不是“變量”，M不變不可作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．化學(xué)方程式③:m(總)增加，方程式兩邊氣體計(jì)量數(shù)之和相等，n(總)不變．因此，M是“變量”，M不變可作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志．綜上所述，這三個判斷依據(jù)要結(jié)合方程式的特殊性和反應(yīng)條件綜合判斷．2．體系溫度這是針對絕熱體系而言，由于絕熱體系中的溫度取決于反應(yīng)的熱效應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)吸收或放出的熱量相等，體系的溫度就不再改變．也就是說，對于絕熱體系，體系溫度是“變量”，當(dāng)體系溫度一定時，則標(biāo)志化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)．3．體系的顏色這是針對對有色物質(zhì)參加或生成的反應(yīng)，體系顏色是“變量”(顏色與有色物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度有關(guān))，顏色不變，則說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)．化學(xué)平衡的判斷依據(jù)就是要理解化學(xué)平衡狀態(tài)“動態(tài)的靜止”的特征，找化學(xué)平衡的中的“變量”，只要抓住這個方面的判斷方法和技巧，就可以輕松應(yīng)對有關(guān)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的試題了．

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