一、直接判據(jù)(即定義判據(jù))：

1．速率判據(jù)：對同一物質(zhì)而言，v(正)＝v(逆)，反應(yīng)達(dá)平衡；對不同物質(zhì)而言，某兩種物質(zhì)的速率比(其速率必須是異向的，能體現(xiàn)一正一逆)與平衡方程式的化學(xué)計量數(shù)比相等，反應(yīng)達(dá)平衡。

對任意可逆反應(yīng)

而言，達(dá)平衡的標(biāo)志可有以下幾種表述：

一是對同一物質(zhì)而言，如物質(zhì)A的消耗速率與A的生成速率相等。物質(zhì)B、C、D類似表述均可。

二是對不同物質(zhì)而言，如A的消耗速率與B的生成速率之比為a∶b；或A的消耗速率與C的消耗速率之比為a ：c；或C的消耗速率與D的生成速率之比為c ：d；或A的生成速率與C的生成速率之比為a ：c等等均可說明反應(yīng)達(dá)平衡，因為若將以上兩種物質(zhì)的速率之比化為同一物質(zhì)的速率，均符合v(正)＝v(逆)。

三是從物質(zhì)的微觀變化判斷，相當(dāng)于速率判據(jù)。如同一種物質(zhì)反應(yīng)的分子數(shù)和生成的分子數(shù)相等，或同一種物質(zhì)化學(xué)鍵的斷裂和形成數(shù)目相等，反應(yīng)均達(dá)平衡。又如不同物質(zhì)參與反應(yīng)的分子數(shù)和生成的分子數(shù)比(能反映二者速率為異向的均可)與平衡方程式的化學(xué)計量數(shù)比相等，則反應(yīng)達(dá)平衡。

2．濃度判據(jù)：反應(yīng)體系中各組分的濃度保持不變，反應(yīng)一定達(dá)到平衡。對任意可逆反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志可有以下三類說法：

一是有關(guān)物理量保持不變，如各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度保持不變，則反應(yīng)達(dá)平衡。

二是有關(guān)百分含量或分?jǐn)?shù)保持不變，如各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變，則反應(yīng)達(dá)平衡。

三是有關(guān)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率保持不變，如反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變，說明各物質(zhì)的量不再改變，則反應(yīng)達(dá)平衡。

例1．能證明可逆反應(yīng)

已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　)

①一個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H－H鍵斷裂 本文來自化學(xué)自習(xí)室！

②一個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N－H鍵斷裂

③3v(正、N₂)= v(逆、H₂)

④3molH₂分子反應(yīng)掉的同時有2molNH₃分子反應(yīng)掉的 本文來自化學(xué)自習(xí)室！

⑤N₂、H₂、NH₃分子數(shù)比之為1：3：2的狀態(tài)

⑥v(N₂)、v(H₂)、v(NH₃)之比為1：3：2的狀態(tài) 本文來自化學(xué)自習(xí)室！

⑦v(正、H2)=0.6mol·L^－1·min^－1，v(逆、NH₃)=0.4mol·L^－1·min^－1

A．①②③④⑤⑥⑦ B．②④⑤⑥ C．②③④⑦ D．③⑤⑥⑦

解析：在可逆反應(yīng)中，N₂、H₂、NH₃的反應(yīng)速率之比的關(guān)系始終都是1：3：2，不能說明v(正)＝v(逆)，⑥無法判斷反應(yīng)是否達(dá)平衡。N₂、H₂、NH₃的分子數(shù)之比為1：3：2，只能說明投料后不論反應(yīng)達(dá)平衡還是未達(dá)平衡，反應(yīng)已進(jìn)行到某種狀態(tài)，有可能偶然與平衡方程式的化學(xué)計量數(shù)比相等，但⑤不能作為平衡的判據(jù)。一個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H－H鍵斷裂，所表現(xiàn)得均是正反應(yīng)速率，①不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡。②一個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N－H鍵斷裂，說明反應(yīng)掉1moLN₂同時反應(yīng)掉2molNH₃；④3mol H₂分子反應(yīng)掉的同時有2molNH₃分子反應(yīng)掉的；③3v(正、N₂)= v(逆、H₂)；⑦v(正、H₂)∶v(逆、NH₃)=3∶2，均能反映二者速率為異向，且與平衡方程式的化學(xué)計量數(shù)比相等，則②③④⑦均能說明反應(yīng)達(dá)平衡。正確答案為C。

例2．在恒溫恒容下，將一定量的二氧化氮與二氧化硫混合后發(fā)生如下反應(yīng)：

NO₂(g)＋SO₂(g) ==（可逆）SO₃(g)＋NO(g)。該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )

A．NO₂、SO₂、SO₃和NO四種氣體的物質(zhì)的量濃度之比為1：1：1：1

B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K不再發(fā)生變化

C．反應(yīng)體系中各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變

D．反應(yīng)體系中SO₂和SO₃的百分含量相等

解析：四種氣體的物質(zhì)的量濃度之比恰為平衡方程式的化學(xué)計量數(shù)比相等，不論反應(yīng)達(dá)平衡還是未達(dá)平衡均有可能，不能作為平衡的判據(jù)。不論反應(yīng)達(dá)平衡還是未達(dá)平衡，只要當(dāng)溫度一定，平衡常數(shù)K不再發(fā)生變化，也不能作為平衡的判據(jù)。各組分的百分含量保持不變，不意味著各組分的百分含量相等，SO₂和SO₃的百分含量相等同樣也不能作為平衡的判據(jù)。正確答案為C。

例3．接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進(jìn)行：2SO₂(g)＋O₂(g)

2SO₃(g)。下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是( )

A．v(正、O₂)=2v(逆、SO₃)

B．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化 本文來自化學(xué)自習(xí)室！

C．容器中氣體的密度不隨時間而變化

D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化

解析：用不同物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率之比等于平衡方程式系數(shù)比，達(dá)平衡，但選項A比值錯。選項C只有在恒壓容器中才正確，恒容時錯。這是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的可逆反應(yīng)，平均相對分子質(zhì)量、分子總數(shù)不變均可作平衡判據(jù)，選項B、D不論是在恒壓容器還是在恒容容器中都正確。正確答案為BD。

例4．研究NO₂、SO₂ 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)

下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )

A．體系壓強(qiáng)保持不變

B．混合氣體顏色保持不變

C．SO₃和NO的體積比保持不變

D．每消耗1 moL SO₃的同時生成1 moLNO₂

解析：這是一個反應(yīng)前后氣體體積相等的可逆反應(yīng)，體系壓強(qiáng)、兩種生成物SO₃和NO氣體體積比等均不能作為平衡判據(jù)，選項A、C錯。選項D所表示的是同向反應(yīng)，不能說明達(dá)平衡。選項B混合氣體顏色保持不變，可作平衡判據(jù)。正確答案為B。

例5．將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH₂COONH₄)置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH₂COONH₄(s)

2NH₃(g)＋CO₂(g)?？梢耘袛嘣摲纸夥磻?yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是( )

A．2v(NH₃)=v(CO)

B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變

C．密閉容器中混合氣體的密度不變

D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

解析：選項A未指明速率方向，不能作為平衡判據(jù)。由于反應(yīng)物不是氣體且反應(yīng)從固體開始反應(yīng)，故密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3，是個恒定值，選項D錯。這是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的可逆反應(yīng)，總壓強(qiáng)不變可作平衡判據(jù)，選項B對。容器體積不變，混合氣體密度由兩種氣體生成物的質(zhì)量決定，m是個可變量，所以ρ不變說明反應(yīng)已達(dá)平衡，選項C對。正確答案為BC。

三、濃度商與平衡常數(shù)判據(jù)(是個定量判據(jù))：

在一定溫度下，任意可逆反應(yīng)在某一時刻的濃度商Q與該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K進(jìn)行比較，若Q=K，則反應(yīng)達(dá)平衡；若Q≠K，則反應(yīng)未達(dá)平衡。若Q＜K，則反應(yīng)正向進(jìn)行；若Q＞K，則反應(yīng)逆向進(jìn)行。

例6．恒溫下，在容積為2 L的恒容密閉容器A中通入1 mol N2與1mol H2的混合氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：

，一段時間后，達(dá)到平衡，若平衡時氨氣的物質(zhì)的量為0.4mol。

(1)此溫度時該反應(yīng)的K值為_____________ 。

(2)若在此溫度下，向另一容積為2L的恒容容器B中按物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol、1 mol充入N₂、H₂、NH₃，此時，該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)______(填“是”或“否”)，此時若沒有達(dá)平衡，反應(yīng)向________方向進(jìn)行。

解析：(1)達(dá)平衡時，NH₃為0.4mol，則反應(yīng)掉的N₂、H₂分別為0.2mol、0.6 mol，平衡時N₂、H₂、NH₃的平衡濃度(mol·L-1)分別為0.4、0.2、0.2。K= c²(NH₃)/[c(N₂)×c³(H₂)]= (0.2)²/[(0.4)×(0.2)³]=12.5

(2)Q=(0.5)²/[(1)×(0.5)³]=2＜12.5，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。