陳麗雪

眾所周知，化學平衡是中學化學階段十分重要的基本理論之一，于是“判斷是否達到化學平衡狀”在高中化學知識學習中就顯得特別重要。大多數(shù)教師都是從化學平衡狀態(tài)的特征入手，簡單歸納出化學平衡狀態(tài)的判斷標志：

其一，化學平衡的本質(zhì)標志，V正=V逆≠0;其二，化學平衡狀態(tài)的特征標志，即可以間接判斷可逆反應是否到達化學平衡狀態(tài)的標志，如體系中各組分的物質(zhì)的量濃度或體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)保持不變等;其三，化學平衡狀態(tài)的特殊標志，即在特定環(huán)境、特定反應中，能間接判斷可逆反應是否達到化學平衡狀態(tài)的標志。它不是一般的普通規(guī)律，而是有條件的特殊規(guī)律，它們要在一定條件下才能作為已經(jīng)達到平衡的依據(jù)。如恒溫恒容下，對于有氣體參與（體系中可存在固、液態(tài)物質(zhì)）的反應，得符合反應前后氣體反應物和生成物的計量數(shù)不相等這一條件，則反應體系中總壓強不再隨時間變化才能表明反應達到平衡狀態(tài)等等。筆者認為如此歸納并不能反應化學平衡狀態(tài)建立的本質(zhì)，而且情況的多樣性不僅會增加學生的記憶量，還容易導致學生將簡單問題復雜化。

所謂化學平衡狀態(tài)，就是在一定條件下反應進行到一定程度時，反應體系中同一物質(zhì)的正向反應速率等于其逆向反應速率，此時反應體系中各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)（有氣體參加的可逆反應）不再改變。這里必須強調(diào)“平衡狀態(tài)是相對的”，是相對于不平衡狀態(tài)而言，它的建立必須經(jīng)過由不平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶鉅顟B(tài)這一過程。

因此筆者認為能作為化學平衡狀態(tài)標志的量，首先是一個變化量，其次要隨反應（時間變化）由變化量（不平衡）轉(zhuǎn)化為（到）不變量（平衡）這一過程。例如：對于反應mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），當出現(xiàn)以下情況時，即表明已達到平衡狀態(tài)。如：⑴各物質(zhì)的物質(zhì)的量（n）或各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（分數(shù)）（質(zhì)量分數(shù)）不再變化。⑵各氣體的體積或體積分數(shù)不再變化。⑶在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA，即V正=V逆（對同一物質(zhì)而言速率相等）。⑷在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時消耗了pmolC，即V正=V逆（對不同物質(zhì)而言速率成比例）。⑸若m+n≠p+q，總壓強不再變化。⑹體系顏色不再變化（反應過程中有明顯顏色變化）。⑺體系溫度不再變化（任何反應都伴隨能量變化）等等。

不能作為化學平衡狀態(tài)標志的量有兩種情況，一種是不變量，另一種是變化量不能確定經(jīng)過反應（時間變化）最終變成不變量。例如：對于反應mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），當出現(xiàn)以下情況時，均無經(jīng)過“變→不變”過程，則不能表明已達到平衡狀態(tài)。如⑴總體積、總壓強、總物質(zhì)的量不再變化（如反應前后氣體體積不變的反應，即m+n=p+q時）。⑵在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成qmolD（因為均體現(xiàn)正反應方向，無法確定V正=V逆）。⑶v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=m：n：p：q（反應過程中任何時刻都滿足，V正不一定等于V逆）⑷Mr、密度不再改變（對于當m+n=p+q，Mr、密度至反應開始一直保持不變）等等。

綜上所述，對于化學平衡狀態(tài)標志的判斷，最本質(zhì)的就是分析“量”是否為變化量，進一步尋找“變→不變”的過程，若滿足，即表明達到平衡狀態(tài)。

在具體實踐的過程中，筆者認為可以結(jié)合大多數(shù)教師現(xiàn)今做法及最本質(zhì)的判斷，把這部分題型簡單分為兩類，不同類別的題型采用不同的方法，將使這部分知識的解題簡單化，有利于學生進一步理解化學平衡狀態(tài)的建立過程。具體分類如下：

第一類：直接涉及速率。

解題技巧：尋找速率（本質(zhì)）標志——V正=V逆≠0

要點：1.體現(xiàn)正、逆反應兩個方向;

2.對于同一物質(zhì)而言，變化量（速率）之間比例相等;對于不同物質(zhì)而言，變化量（速率）之間比例應與化學計量數(shù)一致。

簡稱：正逆相等

【解析】A項，等式中直接體現(xiàn)正逆兩個方向，符合第一個條件，由于不同物質(zhì)之間數(shù)值應與方程式的化學計量數(shù)之比1：2相一致，即v（O2）正：v（NO）逆=5：4，于是4v（O2）正=5v（NO）逆，故A正確;B項，生成NO與消耗NH3均體現(xiàn)的是可逆反應的正反應方向，不符合第一條件，故錯誤;C項，若增加容器體積，反應物與生成物的濃度同時下降，所以正、逆反應速率隨濃度改變也將減小，故C錯誤;D項，等式中直接體現(xiàn)的均為正反應方向，故錯誤。

【答案】A。

例2.下列說法中，可以證明反應N2（g）+3H2（g）2NH3（g）已達到平衡狀態(tài)的是（）

A.1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成

B.1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂

C.1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵斷裂

D.1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成

【解析】此類題型也屬直接涉及速率題型。A項，N≡N鍵斷裂與H—H鍵形成分別體現(xiàn)正、逆兩個反應方向，符合第一個條件，不同物質(zhì)之間數(shù)值應成比例1：3，所以正確;B項，N≡N鍵斷裂與H—H鍵斷裂均體現(xiàn)的是正反應方向，所以錯誤;C項，N≡N鍵斷裂與那N—H鍵斷裂分別體現(xiàn)正、逆兩個反應方向，符合第一個條件，不同物質(zhì)之間數(shù)值應成比例1：6（其中1個NH3中含有3個N—H），所以正確;D項，N≡N鍵斷裂與N—H鍵形成均體現(xiàn)的是正反應方向，所以錯誤;

【答案】AC。

第二類：涉及其它變化量

解題技巧：尋找“變→不變”過程

簡稱：變量不變

【解析】因為m+n與p+q的關(guān)系不確定，故無法確定該反應是否是體積改變的反應，故①不一定是平衡狀態(tài);因容器是“不傳熱的固定容積的密閉容器”，反應過程中，體系中的溫會度隨時間發(fā)生變化，則溫度為一變量，故②當溫度不變時說明達到平衡狀態(tài);各組分的濃度和質(zhì)量分數(shù)隨反應進行會隨之改變，是變量，故③④各組分的濃度和質(zhì)量分數(shù)不再改變，反應處于平衡狀態(tài);速率之比等于方程式的化學計量數(shù)之比是一規(guī)律，不論反應是否達到平衡狀態(tài)都存在這一關(guān)系，不是變量，不存在變化到不變的過程，故⑤不一定是平衡狀態(tài);“單位時間內(nèi)mmolA斷鍵反應”表達出正反應方向速率，”同時pmolC也斷鍵反應”表達出逆反應方向速率，且比例一致，故⑥能說明反應已達平衡狀態(tài);⑦此反應的反應物和生成物均為氣體，體系的總質(zhì)量和總體積始終不變，體系的密度始終不變化，故⑦不能說明反應已達平衡狀態(tài)。

【答案】B

例2.[2018浙江4月選考]反應N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H<0，若在恒壓絕熱的容器中發(fā)生，下列選項表明一定已達平衡狀態(tài)的是

【解析】A.此反應為放熱反應，在絕熱容器中，隨反應進行溫度升高，是一變量，當溫度不再變化，變量從“變→不變”，說明該反應達到平衡狀態(tài)，故A正確;B.此反應在恒壓條件下進行，壓強始終不變，非變量不能根據(jù)壓強判斷是否為平衡狀態(tài)，故B錯誤;C.相同時間內(nèi)，H-H鍵的斷開和N-H鍵的生成，均表示正反應方向，且“數(shù)目相等”不滿足計量數(shù)關(guān)系，所以無法判斷平衡，故C錯誤;D.容器內(nèi)氣體的濃度c（N2）：c（H2）：c（NH3）=1：3：2，各組分的濃度是否發(fā)生變化無法判斷，就無法判斷平衡狀態(tài)，故D錯誤;故選A。

【答案】A