化學平衡狀態(tài)的判斷分析論文

　　化學平衡狀態(tài)的判斷是高考高頻考點，也是學生存在的難點．主要原因是這部分內容較為抽象，題目變化較多，學生若沒有從本質上理解，就容易判斷錯誤．化學平衡狀態(tài)是:“一定條件的可逆反應，當反應進行到一定程度，正反應和逆反應的反應速率相等，反應物的濃度與生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)．”化學平衡狀態(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)標志的核心思想．下面就從兩個方面談談化學平衡狀態(tài)巧妙的判斷．

　　一、“等”是為了“定”

　　化學平衡狀態(tài)的定義中體現(xiàn)了“等———正反應速率和逆反應速率相等”和“定———各組分濃度保持不變”．其實，“等”也是為了表現(xiàn)“定”．對于可逆反應達平衡時，除固體和純液體外，每種物質均有v正和v逆．以mA(g)+nB(g)幑幐pC(g)+qD(g)為例:1．對于同一物質表示化學反應速率:當v正(A)=v逆(A)時，可作為判斷平衡狀態(tài)的標志．原因:v正(A)=v逆(A)，可以理解為正反應方向A的消耗速率等于逆反應方向A的生成速率．即單位時間內，正反應方向A物質的量濃度的減少等于逆反應方向A物質的量濃度的增加．所以，當v正(A)=v逆(A)時，A物質的量濃度不再改變，可作為判斷平衡狀態(tài)的標志．2．對于不同物質表示的反應速率:當v正(A)︰v逆(B)=m︰n時，可作為判斷平衡狀態(tài)的標志．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速率之比等于化學計量數(shù)之比．其實，只有這樣才能轉化為同一物質的v正=v逆．首先，若A、B表示均為正反應方向速率或逆反應方向速率，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)(反應條件略)為例，與“等”有關的化學反應速率的標志有:(1)單位時間內，生成2molNH3的同時，生成3molH2．(2)單位時間內，1molN≡N斷裂的同時，有6molN－H鍵斷裂．綜上所述，不論是用化學反應速率表示，還是文字描述，只要抓住兩點:正反應和逆反應兩個方向、滿足化學計量數(shù)之比，則可判斷反應達平衡狀態(tài)．

　　二、“變”是為了“定”

　　化學平衡狀態(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:各組分的物質的量或物質的量濃度、百分含量、轉化率等;在特定條件下滿足的“變量”有:體系壓強、氣體密度、氣體平均相對分子質量、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)標志的“變量”

　　1．各組分物質的量n(A)或物質的量濃度c(A)各組分物質的量n(A)或物質的量濃度c(A)，其實也是一個“變量”，當不變時，說明反應達到了平衡狀態(tài)．這里要特別指出的是:各組分物質的量n(A)或物質的量濃度c(A)作為判斷平衡狀態(tài)的標志時，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的量分數(shù)，也可以是體積分數(shù)．例如:N2(g)+3H2(g)幑幐2NH3(g)(反應條件省略)，N2、H2、NH3體積分數(shù)在反應過程中均是“變量”，當不變時，說明達到了平衡狀態(tài)．3．轉化率化學平衡狀態(tài)是可逆反應達到的最大限度．因此，反應物的轉化率不斷增加(“變量”)，當達到平衡狀態(tài)時，轉化率達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)標志的“變量”

　　1．恒溫、恒容條件下，體系壓強、氣體密度、氣體平均相對分子質量三者的判斷．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)(反應條件省略)針對這三個方程式進行分析:(1)體系壓強恒溫、恒容條件下，體系壓強與氣體的總物質的量成正比．對方程式而言，氣體總物質的量的變化體現(xiàn)在方程式兩邊氣體前的化學計量數(shù)總和的相對大�。�化學方程式①:反應前后氣體計量數(shù)之和不等，說明隨著反應的進行，壓強是“變量”，當壓強不變時，說明反應達到了平衡狀態(tài)．化學方程式②:反應前后氣體計量數(shù)之和相等，說明隨著反應的進行，壓強始終不變．壓強不是“變量”，壓強不變不是判斷平衡狀態(tài)的標志．化學方程式③:此反應中出現(xiàn)了固體，首先要排除固體前的系數(shù)．反應前后氣體計量數(shù)之和相等，壓強不是“變量”，壓強不變不是判斷平衡狀態(tài)的標志．由此，壓強是否是變量，關鍵看方程式兩邊氣體前的計量數(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”．化學方程式①和②:反應物和生成物均為氣體，故氣體的總質量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)的標志．化學方程式③:由于存在固體反應物，因此，隨著反應的進行，氣體的總質量增加，m(總)是“變量”，此時密度是判斷平衡狀態(tài)的標志．(3)氣體平均相對分子質量(M)氣體平均相對分子質量公式:M=m(總)n(總)．需要考慮m(總)和n(總)兩個因素，相當于以上兩個判斷依據(jù)的綜合考慮．化學方程式①:m(總)不變;反應后氣體計量數(shù)之和小于反應前，n(總)減�。�因此，是“變量”，M不變可作為判斷平衡狀態(tài)的標志．化學方程式②:m(總)不變;方程式兩邊氣體計量數(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)的標志．化學方程式③:m(總)增加，方程式兩邊氣體計量數(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)的標志．綜上所述，這三個判斷依據(jù)要結合方程式的特殊性和反應條件綜合判斷．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的熱效應，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應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”，當體系溫度一定時，則標志化學反應達到了平衡狀態(tài)．3．體系的顏色這是針對對有色物質參加或生成的反應，體系顏色是“變量”(顏色與有色物質的物質的量濃度有關)，顏色不變，則說明反應達到平衡狀態(tài)．化學平衡的判斷依據(jù)就是要理解化學平衡狀態(tài)“動態(tài)的靜止”的特征，找化學平衡的中的“變量”，只要抓住這個方面的判斷方法和技巧，就可以輕松應對有關化學平衡狀態(tài)的判斷的試題了．

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