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1、 等效平衡分类解析及解题思路“等效平衡”的教学难点：一是“等效平衡”概念，在相同条件下的同一可逆反应里，建立的两个或多个化学平衡中，各同种物质的含量相同，这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）。关键是“各同种物质的含量相同”；二是“等效平衡”在恒温恒容条件下的应用；三是在恒温恒压条件下的应用；四是在计算中的应用。解此类题时应看清两点，一是看清反应的条件；二是看清反应的特点。对于等体积气体反应，无论在什么条件下，只要温度一定，配比与原来相同，就一定是等效平衡。对于变体积的气体反应，在恒温恒压的条件下，看配比是否与原来相同，在恒温恒容的条件下，不能仅看配比相同折合后各物质的物质的量必与原来的
2、相等。【例题】在某温度下，有两个容积相等的盛有适量的催化剂的密闭容器a和b，现往a容器中充入1 mol N2和3 mol H2，往b容器中充入2 mol NH3。经过一段时间后，两容器中的反应达到平衡状态。实验测得：平衡时a中N2的转化率40%，b中含NH3 0.8 mol.试求平衡时a、b中各物质得百分比。1molN23molH204molN218molH20.8molNH304molN218molH20.8molNH32molNH3平衡1平衡2等量等效恒T ,V等量等效平衡平衡平衡时有何异同？一、等效平衡的含义等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可
3、逆反应达到平衡后，混合物中各组分的百分组成（体积、物质的量分数）相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分x的分数（体积、物质的量）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。二、等效平衡的类型1、定温、定容条件下的等效平衡此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。解题方法：极限转化相等。这类同一平衡所具备的物料关系，我们可以形象地记为过程与结果的关系，即将原初始状态至原平衡状态过程中任意一点作为初始状态，达到的
4、平衡与原平衡互为同一平衡。【例题】在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是（）A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD 解题策略：这是一道关于等同平衡的题，常用极端假设法分析。将“3molC+1molD”转化为“2molA+1molB”
5、将.5molC+0.5molD”转化为“1molA+0.5molB”。则B组起始状态相当于4molA+2molB”，C组起始状态相当于“2molA+2molB”，E组起始状态相当于“2molA+1molB”。显然，A、B、C组的起始量与“2molA+1molB”的起始量不同，均不能达到与其相同的平衡状态，而D、E组的起始量2molA+1molB”的起始量相同，能达到与其相同的平衡状态。故正确答案为D、E。【例题】某温度下，在1L的密闭容器中加入1mol N2、3mol H2，使反应N2+3H22NH3达到平衡，测得平衡混合气中N2、H2、NH3分别为0.6 mol、1.8 mol、0.8 mo
6、l，如果温度不变，只改变初始加入的物质的量而要求达到平衡时N2、H2、NH3的物质的量仍分别为0.6 mol、1.8mol、0.8 mol，则N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示时应满足的条件：（1）若X=0，Y=0，则Z=_。（2）若X=0.75，则Y=_，Z=_。（3）X、Y、Z应满足的一般条件是（用含X、Y、Z的关系式表示）_。【总结】恒温恒容条件下：对反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始加入量，只要通过可逆反应的化学计量系数比换算成平衡式左右两边同一半边物质的物质的量与原平衡相同，则二者为等效平衡。2在恒温恒压下，对于同一可逆反应，若两初始状态具有相当的物料关系，则达到平
7、衡后，两平衡互为等效平衡。此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的量之比相同。【例题】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N23H22NH3已知加入1 mol N2、4 mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见表中已知项），在相同温度和压强下保持平衡后各组分体积分数不变，对下列编号的状态，填写表中空白。 已知编号起始状态物质的量n / mol平衡时NH3的物质的量n /molN2H2NH3140a 1.5 6 0 1 0.5a mg(g4m)解题策略：由题意知与的平衡状态互为等效平衡，中平衡时NH3的物质的量为的一半，设达到平衡的
8、过程如下图。设想我们可以用隔板将中平衡状态均分为A、B两部分，那么A（B）与整体当然处于等效平衡且A（B）中NH3的量为0.5a mol，所以我们可认为A（B）部分为的平衡态，那么达到B平衡态的初始状态当然也为达到平衡态的初始状态的一半，即可用下图表示：即达到的平衡的初始的物质的量为：n（N2）=0.5mol、n（H2）=2mol、n（NH3）=0 mol而经过等量互换，当n（NH3）1mol时，n（N2）=0mol n（H2）=1.5mol同理知为这个整体的23，故达到平衡时n（NH3）= 同理，设始态NH3为x，平衡时NH3为y，则得x=2（g-4m） y=（g-3m）a起始1起始2叠加1
9、molN23molH204molN218molH20.8molNH304molN218molH20.8molNH32molNH3平衡1平衡2等量等效恒T ,V等量等效平衡平衡等比等效1molN23molH21molN23molH2起始3nmolN23nmolH2起始408molN236molH21.6molNH3平衡308n molN236n molH21.6n molNH3平衡4等比等效恒T ,P等比等效平衡平衡抽掉隔板这类等效平衡可形象地理解为整体与局部的关系。即在恒温恒压下，当两初始状态符合局部与整体的关系时，那么相对应的平衡态也就符合局部与整体的关系。反之亦然。【例题】在恒温恒压条件下
10、，向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A（g）+2B（g）xC（g）+yD（g）,达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值分别为（）A、x=3、y=1B、x=4、y=1 C、x=5、y=1D、x=2、y=3E、x=10、y=2 解题策略：该反应起始反应物的量比0.6:0.4=3:2符合化学方程式中反应物的系数比,若4LC、0.8LD恰好完全转化成A、B时，必须x:y=5:1，但此时x+y2+3，故在恒温恒压条件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值符合题意。若
11、4LC、0.8LD不能恰好完全转化成A、B时，则不能达到与开始时等效的平衡状态。当x=5、y=1时，用极端假设法“4LC、0.8LD”可转化为“2.4LA、1.6LB”，反应物的起始量相当于“3LA、2LB”,与原起始量相同，能达到与开始时相同的平衡状态，故正确答案为CE。【总结】恒温恒压条件下：对反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始加入量，只要通过可逆反应的化学计量系数比换算成平衡式左右两边同一半边物质的物质的量之比与原平衡相同，则二者为等效平衡。恒T ,V起始2起始1等量等效2molHI1molI21molH2平衡平衡等量等效平衡2平衡1等比等效叠加等比等效平衡3平衡4抽掉隔板1m
12、olI21molH22molI22molH2等比等效压缩等比等效nmolI2nmolH2平衡1molI21molH2等比等效起始4恒T ,P起始33对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，在定T、V条件下只要反应物（或生成物）的物质的量比例与原平衡相同，则两平衡等效。【例题】恒温恒容下，可逆反应2HIH2+I2（气）达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写：起始状态物质的量n/mol平衡时HI的物质的量n/molH2I2HI120a2402a00.510.5amg(g2m)(g-m)a【例题】在一恒定容积的容器中充入2mol的A和1mol的B发失反应：2A（s）B（g） XC（g）。达到化
13、学平衡后，C的体积分数为a。若在恒温恒容下，按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4 mol的C为起始物质，达到化学平衡后，C的体积分数仍为a，则X为A 只能为2 B 只能为3 C 可能为2或3 D 无法确定解题策略：若反应前后气体体积不变，则x=3，要保持C的体积分数不变，只需要起始状态的物质的量之比不变，反应物的系数比为n（A）：n（B）=2：1，而0.6：0.3=2：1，C完全转化成A和B生成的量之比总等于2：1，所以x=3成立。此种情况是等效平衡而不等同。若反应前后气体体积不相等，要保持C的体积分数不变，两种情况的起始量必须相等，1.4molC必须转化为1.4molA和0.7mol
14、B，所以x=2成立。此种情况是等同平衡，也一定等效。本题正确答案为C。【例题】有甲、乙两个容积均为1 L的恒容密闭容器，在控制两容器的温度相同且恒定的情况下进行反应：2A（g） + B（g） X C（g），向甲中通入4 mol A和2 mol B，达平衡时测得其中C的体积分数为40%；向乙中通入1 mol A、0.5 molB和3 mol C，达平衡时C的体积分数为。试回答：甲平衡时A得体积分数为 。若W %= 40%，且建立平衡得过程中乙内压强有变化，则X= ，乙中建立平衡时压强得变化为 （递增、递减）若W %= 40%，且平衡时甲、乙压强不同，则X= ，平衡时甲得压强 乙得压强（大于、小于）若X=4，则平衡时甲中得c A 乙中得c A（大于、等于、小于）【总结】对反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要
