1、化学平衡中的等效平衡问题知识整理相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。判断等效平衡的方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：条件等效条件结果恒温恒容(n(g)0)投料换算成相同物质表示时量相同两次平衡时各组分百分量、n、c均相同恒温恒容(n(g)=0)投料换算成相同物质表示时
2、等比例两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化一、恒温恒容(定T、V)的等效平衡1在定T、V条件下，对于反应前后气体体积改变的反应：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。2在定T、V条件下，对于反应前后气体体积不变的反应：只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。二、恒温恒压(定T、P)的等效平衡在定T、P条件下：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比
3、。即：对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言，恒容容器中要想达到同一平衡状态，投料量必须相同；恒压容器中要想达到同一平衡状态，投料量可以不同，但投入的比例得相同。 例1在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)B(g) 2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，A4 molA+2 molB B2 molA+1 molB+2 molC C2 molC+1 molB D2 molC E1 molA+0.5 molB+1 molC 达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（ DE ） A项
4、平衡时，c(C)与2K mol/L的关系？分析： W W 2W 扩大一倍 若平衡不动，则C2K mol/L，现右移2K mol/L 平衡时各选项中C的平衡浓度c(C)的大小顺序。分析：C项，相当于D、E项达平衡基础上，再加1molB，右移，c(C)增大，ABCDE 若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：若a0，b0，则c_2_。若a0.5，b0，则b_0.25_，c_1.5_。a、b、c的取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，一个只含a、
5、c，另一个只含b、c）：_ac2_；_bc/21_。解析：a molA+b molB+c molC等价转化a molA+b molB+(c molA+c/2 molB)例2可逆反应2A(g)3B(g) xC(g)4D(g)。若按下列两种配比：0.8molA、1.2molB、1.2molC、2.4molD；a molA、b molB、0.6molC、1.2molD将它们放入一个容积不变的密闭容器中，保持温度不变，达到平衡后，C的百分含量相同，则a_1.4_，b_2.1_，方程式中C的计量数为_2_。解析： 2A(g) 3B(g) xC(g) 4D(g) 0.8 1.2 1.2 2.4等价转化 (
6、0.8+1.2) (20.8+2.4)以A计：a mol b molB 0.6molC 1.2mol等价转化 (a+0.6) (2a+1.2) 0.8+1.2a+0.6 20.8+2.42a+1.2 得x2、a1.4同理：x2代入，以B计 得b2.1验证： 2A(g) 3B(g) 2C(g) 4D(g)0.8 1.2 1.2 2.4等价转化 2 4 1.4 2.1 0.6 1.2等价转化 2 4另：若V0，直接看出x1，再由投料比求出a、b例3在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2(g)Br2(g)2HBr(g),已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成am
7、olHBr（见表）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，对下列编号的状态，填写：编号起始状态mol平衡时HBr物质的量molH2Br2HBr已知120a12402a200.510.5a3mn（n2m）2n4m（nm）a解析：放大缩小模型，可知对H2(g)Br2(g)2HBr(g)，1molH22molBr2与kmolH22kmolBr2在同温同压下一定可达“等百分含量”即等效平衡，后者平衡时生成了kamolHBr H2(g)Br2(g)2HBr(g) 1 2 a k 2k ka 即k2，HBr：2amol 即k0.5，需0.5molH21molBr2 等价转化 0.5amolHBr
8、应达到 而1molHBr 0.5molH20.5molBr2 起始等效 0.5molH21molBr2 0 molH20.5molBr21molHBr（比较得出） 设最初m molH2n molBr2x molHBr 而x molHBr x molH2x molBr2 m molH2n molBr2x molHBr （mx）molH2（nx）molBr2 且（mx）（nx）12平衡时生成（mx）amol HBr 解得x2(n2m) x代入（mx）a（即现在的k）（nm）a例4.向体积不变的密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定条件下发生反应：N2（气）+ 3 H2（气）2 NH
9、3（气），平衡时混合气共7 mol令a、b、c分别代表N2、H2、NH3起始加入的物质的量，维持温度不变，使达到平衡时各成分的百分含量不变则：若a0，b0，则c 4 若a0.7，b2.1，则：c 2.6 这时反应向 逆反应 进行若要维持反应开始向该反应方向进行，c的范围是 1c4 欲使起始反应维持向与相反的方向进行，则b的范围是 4.5b6 分析：符合题设条件的各起始量之差应与反应式中相应系数成比例 N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 起始 2 6 0 条件 0.7 2.1 c 0.72， c2.6 题设条件平衡时共7 mol气体，而小题起始量才5.4 mol（0.72.12.6）
10、，所以起始方向向逆反应进行从三个极限起始量考虑，即N2转化率等于0时，2 mol N2、6 mol H2、NH30；N2转化率等于100时，N20、H20、NH34 mol；现求平衡时各成分的物质的量 N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 2 6 0 x 3x 2x 2x 63x 2x 依题意：（2x）+（63x）+ 2x = 7，x = 0.5 所以平衡时，N21.5 mol、H24.5 mol、NH31 mol 将三个极限起始量加以分析对比： N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 2 6 0 （N2转化率为0时起始量） 1.5 4.5 1 （平衡量为起始量） 0 0 4
11、 （N2转化率为100时起始量） 可以看出，为了维持反应开始向逆反应进行，NH3的起始范围是1c4 同理，为了维持反应开始向正反应进行，H2的起始范围是4.5b6例5在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应，各物质的起始加入量如下：A、B、C均为4mol，D为6.5mol，F为2.0mol，A(g)+B(g)2C(g)D(g)+2E(g)2F(g)设E为x mol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写以下空白： 若x4.5，则右侧反应在起始时间向_正反应_（填正反应或逆反应）方
12、向进行，欲使起始反应维持向该反应方向进行，则x的最大取值应小于_7_mol。解析：等效平衡的前提：温度一定，现变温，所以由题意，等效是体现在左、右量相等上。左边V0， n(总)12 mol右边：n(总)12 mol 时，隔板在中央。D(g) + 2E(g) 2F(g) 6.5 x4.5 2.0 n(总)6.54.52.013 mol 12 mol 向体积减小的正反应方向移动。 设达平衡时，E的消耗量为2a molD(g) + 2E(g) 2F(g) 6.5 x 2.0 6.5a x2a 2.02a (6.5a)+( x2a)+(2.02a)=12 mol x2a 0 得x 7 若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？其理由是什么？解析：因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的
