Question

一定條件下反應2AB(g)  A₂(g)＋B₂(g)達到平衡狀態(tài)的標志是 （   ）
A．單位時間內(nèi)生成nmolA₂，同時消耗2n molAB
B．容器內(nèi)，3種氣體AB、A₂、B₂共存
C．容器的總壓強不變
D．容器中各組分的體積分數(shù)不隨時間變化

Answer 1

D

試題分析：反應2AB(g)  A₂(g)＋B₂(g)，反應前后壓強不隨時間的變化而變化；所以B，C都錯；而單位時間內(nèi)生成nmolA₂，同時消耗2n molAB都表示的是正反應速率；故選D。
點評：判定一化學平衡狀態(tài)的一般標志
化學平衡狀態(tài)的標志可概括為“一等五不變”，現(xiàn)以mA(g)＋nB(g)2pC(g)＋qD(g)為例，化抽象為具體，提高學生對此標志的理解。
1．一等
“一等”即正反應速率等于逆反應速率，其意義是針對反應體系中同一反應物（或生成物）而言的，而不是同一反應中的不同物質(zhì)。若用同一反應中不同物質(zhì)來表示正反應速率和逆反應速率，必須要求兩速率反向（切忌單向速率）且兩速率之比等于其對應的化學計量數(shù)之比。在試題中可有以下幾種具體形式出現(xiàn)：
⑴同一物質(zhì)的正反應速率等于逆反應速率，如υA(消耗)=υA(生成)或υD(消耗)=υD(生成)。
⑵某反應物的正反應速率與另一反應物的逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，如υA(消耗)：υB(生成) =m：n，或υC(消耗)：υD(生成) =p：q。
⑶某反應物的正反應速率與某生成物的逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，如υA(消耗)：υC(消耗) =m：p，或υB(生成)：υD(生成) = n：q。
⑷對同一物質(zhì)而言，斷裂化學鍵的物質(zhì)的量與形成化學鍵的物質(zhì)的量相等。
2．五不變
“五不變”即反應混合物中各組分的濃度保持不變，其意義是指各組分的物質(zhì)的量不變；各組分的濃度不變；各組分的百分含量不變；反應物的轉(zhuǎn)化率不變；對于全為氣體的可逆反應，當m+n╪p+q時，混合氣體總物質(zhì)的量不變。
在試題中可有以下幾種具體形式出現(xiàn)：
⑴各組分的物質(zhì)的量不變，如一定溫度的密閉容器中，A、B、C、D的分子數(shù)不再改變。
⑵各組分的濃度不變，如外界條件不變時，對于有顏色的物質(zhì)參加或生成的可逆反應，混合氣體的顏色不隨時間發(fā)生變化。
⑶各組分的百分含量不變，如各組分的體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)保持不變。
⑷反應物的轉(zhuǎn)化率不變，如在一定條件下，A或B的轉(zhuǎn)化率不再改變。
以上各項既適用于反應前后氣體化學計量數(shù)之和不相等的可逆反應，又適用反應前后氣體化學計量數(shù)之和相等的可逆反應。
⑸對于全為氣體參加的前后化學計量數(shù)改變的可逆反應，混合氣體總物質(zhì)的量不變。如當m＋n╪p＋q時，恒溫恒容時，體系的總壓強不發(fā)生變化；當m＋n╪p＋q時，恒溫恒壓時，體系的總體積不發(fā)生變化；當m＋n╪p＋q時，恒容時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化。
二化學平衡狀態(tài)的特殊標志
在恒容條件下，混合氣體的密度能否作為化學平衡狀態(tài)的標志呢？這主要看可逆反應中有無非氣態(tài)物質(zhì)參加或生成。因為該條件下的氣體密度只和氣體的質(zhì)量有關(guān)，若是全氣態(tài)物質(zhì)參加的可逆反應，在恒容條件下，不論是否達到平衡，混合氣體的總質(zhì)量都不發(fā)生變化，混合氣體的密度不發(fā)生變化，此時不能作為化學平衡狀態(tài)的判斷標志。若有非氣態(tài)物質(zhì)參與的可逆反應，在恒容條件下，只有達到平衡時，混合氣體的總質(zhì)量才不會發(fā)生變化，混合氣體的密度不會發(fā)生變化，此時密度才能作為化學平衡狀態(tài)的判斷標志。