Question

化学反应平衡状态判定。例如气体这一方面 给定恒温恒容 恒温恒压 这样的条件 怎样才能知道是否反应到

化学反应平衡状态判定。例如气体这一方面 给定恒温恒容 恒温恒压 这样的条件 怎样才能知道是否反应到达平衡状态？原理怎么推导呢？

Answer 1

是否反应到达平衡状态，即达到化学平衡状态的标志

第一大类方法：本质性判断.
化学平衡状态的本质性标志是：“正反应与逆反应的速率相等”.这样就可以直接或间接地衍生出以下6种判断方式：
(1)从速率的角度描述：同一物质的生成速率等于消耗速率；
(2)从速率的角度描述：处于可逆方程式同一侧(即两者同为反应物或两者同为生成物)的不同种物质,必须一种物质生成同时另一种物质消耗,且两者的速率之比等于化学方程式中化学计量数之比；
(3)从速率的角度描述：处于可逆方程式不同侧(即一为反应物,另一为生成物)的不同种物质,必须两种物质同时生成或同时消耗,且两者的速率之比等于化学方程式中化学计量数之比；
(4)从时间和物质的生消量的角度描述：单位时间内消耗掉某物质的量与生成该物质的量相等；
(5)从断键角度描述：如H2＋I2 2HI的反应,单位时间内断裂一个H—H键的同时,形成一个H—H键,或形成一个I—I键,或断裂2个H—I键；
(6)从能量角度描述：绝热容器中,反应放出的热量与吸收的热量相等,即体系温度不变.
第二大类方法：特征性判断.化学平衡状态的特征性标志是：“反应混合物中各组分的浓度保持不变.”这样,就又可以直接或间接地衍生出以下5种判断方式：
(7)反应混合物中和物质的物质的量浓度保持不变；
(8)反应混合物中各物质的物质的量分数、质量分数、体积分数(对气体物质而言)等保持不变；
(9)反应混合物中各物质的物质的量、质量、分子数等保持不变；
(10)反应混合物中某一种反应物的转化率、某一生成物的产率等保持不变；
(11)反应混合物中某些特征,如某组分有颜色,体系的颜色不再改变时.
第三大类方法：整体性判断.化学平衡状态可以从各组分来判断以外,对于有些可逆反应,还可以采取反应混合物的整体情况来判断.
如：对于mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) (其中m＋n≠p＋q)
或者mA(s)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) (其中n≠p＋q)
等可逆反应而言,只要出现下列几种情况时,也达到了平衡状态：
(12)定温、定容条件下,总压强保持不变；
(13)定温、定压条件下,总体积保持不变；
(14)定容条件下,气体密度保持不变(仅指除气体外还有固、液物质反应或生成的反应)
(15)总物质的量保持不变；
(16)总分子数保持不变.
特别要提醒的是：当上述反应中气体计量数相等时,上述(12)—(16)情况在反应的任一过程中都会保持不变.