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1、选校网 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库等效平衡解题技巧 一、概念 等效平衡：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡（包括“相同的平衡状态”）。 概念的理解： （1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度可
2、能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始投料是一次还是分成几次反应容器经过扩大 缩小或缩小 扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种： I类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，若反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。II类：恒温恒容时对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即V0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的
3、物质的量与原平衡起始态相同，两平衡等效。 III类：恒温恒容时对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即V=0的体系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题 等价转换：通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量三、例题解析一 、 恒温恒压时，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，达到平衡状态后与原平衡等效。 例1：如图所示，在一定温度下，把
4、2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应： （正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题： （1） 保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么： 若a=1，c=2，则b=_。在此情况下，反应起始时将向_（填“正” 或“逆”）反应方向进行。 若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_。 （2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_，原因是_。 解：（1）化学反应：
5、N2 + 3H22NH3 在定温、定压下进行，要使平衡状态与原平衡状态等效，必须保证等价转换后起始物各物质的物质的量之比相等，即只要起始时 = 就可以达到 N2 + 3H2 2NH3 原 始 体积： 2 6 0 新加入体积： 1 b 2 等效转换成： 1 + 1 b + 3 0 = ，即b = 3设题干中平衡时NH3的量为x体积N2 + 3H2 2NH3 V 2 4 2 x 8 7解得 x = 1即题干中平衡时NH3 为1 mol，而 中为2 mol，比平衡状态时大，为达到同一平衡状态，NH3 的体积必须减小，所以平衡逆向移动。 若需让反应逆向进行，由上述所求出的题干中平衡时NH3的体积为1可
6、知，NH3的体积必须大于1，最大值则为4体积（2体积 N2和6体积H2完全反应时产生的NH3 为4体积）， 则1 C 4 。(2)由6.5 7可知，上述平衡应该向体积缩小的方向移动，亦即向放热方向移动，所以采取降温措施。（虽说压缩能使平衡向正反应方向移动，但题中已说明活塞的一端与大气相通，压强是不变的，故压缩这一方法不符合题意） 答案：（1） b = 3；平衡逆向移动 1 C 4（2）降温；由6.5 7可知，上述平衡应向体积缩小的方向移动，亦即向放热方向移动，所以采取降温措施二、 恒温恒容时，分两种状况：1. 恒温恒容时，对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量
7、，如果转换后的同一边物质的物质的量与原平衡的相同，则两平衡等效。 例2：在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应2SO2 + O22SO3 ，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时加入的SO2、 O2 、SO3的物质的量（mol），如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空： （1）若a = 0，b = 0，则c =_。 （2）若a = 0.5，则b =_，c =_。 （3）a、b、c的
8、取值必须满足的一般条件是_，_。（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c） 解析：通过化学方程式：2SO2 + O22SO3 可以看出，这是一个反应前后气体分子数不等的可逆反应，在定温、定容条件下建立的同一化学平衡状态。起始时，无论怎样改变SO2 、 O2 、SO3 的物质的量，使化学反应从正反应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，但它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的，即它们之间存在等效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。 （1）若a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，由下列对应关系可知2SO2 + O2 2SO3原
9、始 量： 2 1 2新加 入 量： 0 0 c等效转换成： c 0把SO3的物质的量c mol通过化学方程式化学计量数之比换算成SO2 和O2 的物质的量（即等价转换）：c mol 和 mol根据“恒温恒容下，对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应”的等效平衡条件可以看出，反应从c mol SO3开始，恰好跟反应从c mol SO2和mol O2的混合物开始是等效的；则要跟原题中2mol SO2和1mol O2达到等效平衡，必须c mol SO2和mol O2分别等于2和1，故c=2。（2） 2SO2 + O2 2SO32 1 2C C原 始 量： 2 1 0新加 入 量： 0.5 b c
10、等效转换成： 0.5 + c b + 0若0.5+ c =2 、b+ = 1， 则新加入量：0.5 mol SO2 、b mol O2 、c mol SO3与原加入量：2 mol SO2 、1 mol O2 是等效的，故可求得b = 0.25，c = 1.5。（3） 2SO2 + O2 2SO32 1 2C C原 始 量： 2 1 0新加 入 量： a b c等效转换成： a+ c b + 0题中要求2mol SO2和1mol O2要与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3建立等效平衡。由化学方程式2SO2 + O22SO3 可知，c mol SO3等价转换后与c mol S
11、O2和 mol O2等效，即是说，(a+ c )mol SO2和 (b + )mol O2 与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3等效，那么也就是与2mol SO2和1mol O2等效。故有a + c = 2, b + = 1 答案： (1) c=2 (2) b = 0.25，c = 1.5 (3) a + c = 2, b + = 1或a + c = 2, 2b + c = 22. 在恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，只要转换反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡的相同，则两平衡等效。例3：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：H2（g）
12、+ Br2 (g） 2HBr（g）。已知加入1mol H2和2mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr（见下表已知项），在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号AC的状态，填写下表中的空白。 已知编号起始状态物质的量（mol）平衡时HBr的物质的量（mol）H2Br2HBra120A240B10.5aCmn（n2m）解：建立模型，会使此题更简单：H2 + Br21 + 2（1）A组： 原始态 H2 + Br2 2 + 4H2 + Br21 + 2 始态A1 H2 + Br21 + 2始态A 等于 两状态之和， 始态A2 因此始态A平衡混合物中各组分的物质的量就是始态A1和始态A2平衡混合物中各组分的物质的量之和。而
