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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)丰 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
2、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
3、时左右两边同一边物质的物质的量之比。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, 达到平衡时，C的物质的量浓度为 起始物质，A. 4 molA+2 molBB . 2 molA+1 molB+2 molCC. 2 molC+1 molB加入 2molA 和 ImolB ,发生反应 2A(g) +B(疔 2c(g), K mol/L ,若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为D. 2 molC E.达到平衡后，A项平衡时， 分析：W w扩大一
4、倍1 molA+0.5 molB+1 molCC的物质的量浓度仍是K mol/L的是(DE )c(C)与2 K mol/L的关系？一 2W若平衡不动，则C=2K 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,A= BCD = E 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：I 若 a= 0, b=0,贝U c=2。n若 a=0
5、.5, b=0,贝U b_0.25_, c=1.5 oma、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、c,另一个只含b、c): a+ c= 2; b+ c/2= 1。解析：a molA+ b molB+ c molC 等价转化一 a molA+ b molB+( c molA+ c/2 molB)例2.可逆反应2A(g) + 3B(g一xC(g) +4D(g)。若按下列两种配比： 0.8molA、1.2molB、1.2molC、2.4molD ; a molA、bmolB、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
6、百分含量相同，则 a=_14_, b=2.1_,方程式中C的计量数为_2_。解析：2A(g)0.8+ 3B(g)1.2=二 xC(g) 1.2+4D(g)2.4等价转化(|X 0.8+1.2)(2 X 0.8+2.4)以A计：a molb molB0.6molC1.2mol等价转化(jx a+0.6)(2 x a+1.2)-X0.8+1.2=- Xa+0.6222X 0.8+2.4 = 2X a+1.2 得 x=2、a= 1.4同理：x=2代入，以B计得 b=2.1验证：2A(g) +3B(g)=2C(g)+4D(g)0.81.21.22.4等价转化241.42.10.61.2等价转化24另：
7、若V=0,直接看出x=1,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尸2HBr(g),已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成 amolHBr (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R起始状态mol平衡时HBr物质的重molH2Br2HBr已知120a12402a200.510.5a3mn (n2m)2n4m(n -m) a解析：放大缩小模型，可知对 H2(g)+Br2(g)一2HBr(g) , 1molH 2+2molBr 2 与 kmolH 2+ 2kmolBr
8、 2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kamolHBrH2(g) + Br2(g) - 2HBr(g)12 ak2kka即 k=2, HBr ： 2amol 即 k=0.5,需 0.5molH 2+1molBr2 等价转化s 0.5amolHBr应达到而 1molHBr s 0.5molH 2+0.5molBr2 起始等效1. 0.5molH 2+ 1molBr2 s 0 molH 2+0.5molBr 2+1molHBr (比较得出)D 设最初 m molH 2+n molBr2+x molHBr而 x molHBr s1x molH 2+ 1 x molBr 2
9、22molH2+ （ n+ x） molBr221 、m molH 2+n molBr2+x molHBr s （m+一 x）2且（m+ ：x） : （ n+ Jx） = 1 ： 2 平衡时生成（m+ 2 x） amol HBr解得 x= 2（n2m），x 代入（m+ 2x） a （即现在的 k） = （ nm） a2例4.向体积不变的密闭容器中充入2 mol N 2和6 mol H2, 一定条件下发生反应：N2 （气）+ 3 H2 （气）=2 NH3 （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
10、.则： .若 a= 0, b=0,则 c=4. .若 a=0.7, b=2.1,则：I . c= 2.6.n .这时反应向逆反应 进行.出.若要维持反应开始向该反应方向进行，c的范围是1vcW4 . .欲使起始反应维持向与相反的方向进行，则 b的范围是 4.5vbW6 .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.1. N2 （气）+ 3 H2 （气）2 NH3 （气）起始260条件0.72.1c=0.7+ c =2,c= 2.62n.题设条件平衡时共 7 mol气体，而小题起始量才5.4 mol （0.7+2.1 + 2.6）,所以起始方向向逆反应进行.出.从三个极限起始量考
11、虑，即N2转化率等于0时，2 mol N2、6 mol H2、NH3=0; N2转化率等于100%时，N2=0、H2=0、NH3=4 mol;现求平衡时各成分的物质的量N2 （气）+ 3 H2（气）=2 NH3 （气）260x3x2x2- x6 一3x2x依题意：（2 x） +（63x）+ 2x = 7 , x = 0.5所以平衡时， N2= 1.5 mol、H2= 4.5 mol、NH3= 1 mol将三个极限起始量加以分析对比：N2 （气）+ 3 H2 （气）2 NH3 （气）260（N2转化率为0时起始量）1.54.51 （平衡量为起始量）004（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，NH 3的起始范围是1vcW4.同理，为了维持反应开始向正反应进行，H2的起始范围是4.5b 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 x2.06.5- a x 2a 2.0+2a. . (6.5 a) + ( x-2a)+ (2.0 + 2a) = 12 mol x 2a 0 得x yB.xyC.x=yD.不能确定3 .在气相条件下(T=500 K),有相同体积的甲、乙两
