Question

判断化学反应达到平衡的所有条件是什么？

要全部的条件，详细的

Answer 1

一、根据化学平衡的概念：

一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

即：化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆)：一定条件下的可逆反应：某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。
因为反应速率之比等于方程式的系数比。所以要描述一个可逆反应达平衡，两种物质在等号两边，则都为生成速率或都为消耗速率，若两种物质在等号同一侧，必须一个是消耗速率，一个是生成速率，且描述的量之比等于方程式的系数比。
例1：对反应N2+3H22NH3而言，以下不能说明反应达平衡的是( )。
A.同一时间内消耗1 mol N2的同时生成3 mol H2
B.同一时间内消耗1 mol N2的同时消耗2 mol NH3
C.1 mol氮氮三键断裂的同时，6 mol氮氢键断裂
D.某时刻各物质的物质的量浓度相等
解：A中消耗1 mol N2描述的是正反应，生成3 mol H2描述的是逆反应。(根据方程式生成3 mol H2的同时一定生成1 mol N2)，所以A可以说明该反应达平衡。
B中消耗1 mol N2描述的是正反应，消耗2 mol NH3描述的是逆反应;
(根据方程式消耗2 mol NH3的同时一定生成1 mol N2)，所以B可以说明该反应达平衡
C中1 mol氮氮三键断裂描述的是正反应，6 mol氮氢键断裂描述的是逆反应;
(根据方程式6 mol氮氢键断裂的同时一定生成1 mol氮氮三键)，所以C可以说明该反应达平衡。
答案选D

二、根据其他条件判断
(一)有气体参加或生成的反应
(1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总)
① 如果全为气体：
A：在密闭容器中，如果不是等体积反应：
例：如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其平均摩尔质量M一定，可以说明该反应达平衡。(因为全是气体，所以气体的总质量m不变;假设平衡左移，气体总物质的量增大，假设平衡右移，气体总物质的量减小，即平衡移动，M一定改变)
B：在密闭容器中，如果是等体积反应：
例如I2(g)+H2(g)2HI(g)其平均摩尔质量M一定，不能说明该反应达平衡。(因为全是气体，所以气体的总质量m不变;假设平衡左移，气体总物质的量不变，假设平衡右移，气体总物质的量也不变，即平衡移动，M不变)
② 若有固体或液体参加反应或生成：
无论是否是等体积反应，其气体的平均摩尔质量M一定，一般可以说明该反应达平衡。
特殊情况如反应CO(g)+H2(g)C(S)+H2O(g)
如果气体的平均摩尔质量M等于12 g/mol，其平均摩尔质量M一定，不能说明该反应达平衡。(因为假设平衡左移，气体总质量每增加12 g，其气体的物质的量增加1 mol，气体的平均摩尔质量M不变，假设平衡右移，气体总质量每减少12 g，其气体的物质的量减少1 mol，气体的平均摩尔质量M也不变)
如果气体的平均摩尔质量M不等于12 g/mol，其平均摩尔质量M一定，能说明该反应达平衡。(因为假设平衡左移，气体总质量每增加12 g，其气体的物质的量增加1 mol，气体的平均摩尔质量M一定改变，假设平衡右移，气体总质量每减少12 g，其气体的物质的量减少1 mol，气体的平均摩尔质量M也一定改变)
(2)混合气体的平均密度=m(总)/v(总)
①如果全为气体：
A：在恒容的密闭容器中，
例：如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其混合气体的平均密度一定，不能说明该反应达平衡。
B：在恒压的密闭容器中：
如果不是等体积反应：
例：如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其混合气体的平均密度一定，能说明该反应达平衡。
如果是等体积反应：
例如I2(g)+H2(g)2HI(g)混合气体的平均密度一定，不能说明该反应达平衡。
(3)从混合气体的总压强考虑(恒温恒容)
如果不是等体积反应：
例：如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其混合气体的总压强p一定，能说明该反应达平衡。
如果是等体积反应：
例如I2(g)+H2(g)2HI(g)混合气体的总压强p一定，不能说明该反应达平衡。
(4)若为绝热体系，温度一定，可以说明反应达平衡。
(5)混合气体的颜色一定(某气体有色)，可以说明反应达平衡。

练习：

1．在一定温度下，密闭容器中可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（ ）。
A．C的生成速率与B的反应速率相等
B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B
C．A、B、C的浓度不再变化
D．A、B、C的浓度之比为1：3：2

2．一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡的标志是 （ ）。
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO2(g)
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n NO(g)
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示反应速率之比为2：2：1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥ B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥
3．在一定温度下，可逆反应A(g)+B(g)2C(g)达到平衡的标志是（ ）。
①A、B、C的分子之比为1：1：2
②A、B、C的浓度不再变化
③单位时间内生成n mol A的同时生成2n mol C
④混合气体的压强不再改变的状态
A．①② B．①④ C．②③ D．②④

4．一定温度下，向a L密闭容器中加入2 mol NO2(g)，在密闭容器中发生可逆反应
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，达到平衡的标志是 （ ）。
A混合气体的密度不再改变的状态
B混合气体的颜色变浅
C混合气体中NO2、NO、O2的物质的量之比为2：2：1的状态
D单位时间内生成2n NO的同时生成2n NO2

5：对反应N2+3H22NH3而言，以下能说明反应达平衡的是( )。
A.3V(正)N2=V(正)H2 B.V(正)N2=V(逆)NH3
C.2V(正)H2=3V(逆)NH3 D.V(正)N2=3V(逆)H2
6：一定温度下的密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应
A(S)+2B(g)C(g)+D(g)达平衡的是( )。
A.混合气体的密度 B.混合气体的压强
C.A的浓度 D.气体总物质的量

7．可逆反应2HI(g)H2(g)+I2(g)在密闭容器中反应，达到平衡的标志是 （ ）。
A.体系内HI、H2、I2三者共存
B.体系内HI、H2、I2三者物质的量相等
C.温度和体积一定时，混合气体的密度不再发生变化
D.温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化
参考答案：1.C 2.A 3.C 4.D 5.C 6.B 7.D

Answer 2

反应物和生成物未发生变化，说明已经达到平衡