等效平衡问题
［教学案］等效平衡问题及其解答
一.基本概念：相同条件下，同一可逆反应体系中，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，
达到平衡时，任何物质的百分含量(浓度、质量分数、体积分数等)都保持不变的化学_
平衡互称等效平衡。等效平衡是运用平衡思想处理特殊化学平衡问题的一种思维分析方式和解题方法。正确、深入地理解等效平衡，有助于我们对化学平衡的深入认识，更有效地解决有关化学平衡问题。
二?判断方法与方法指导：使用极限转化(归零)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。(解等效平衡的题，有一种基本的解题方法
――极限转换法。由于等效平衡的建立与途径无关，不论反应时如何投料，都可以考虑
成只加入反应物的等效”情况。所以在解题时，可以将所加的物质一边倒”为起始物质
时，只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例，即为等效平衡。但是，要区分浓度相同”或浓度成比例”的情况，必须事先判断等效平衡的类型。有了等效平衡类型和条件的判断，就可以采用这种一边倒”的极限转换法列关系式了。)
1. 对于一般可逆反应，在恒温、恒容条件下建立平衡，改变起始时加入物质的物质的量,
如果能够按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。
例1. 一可逆反应：2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g)，若按下列两种配比，在同温、同体积的密闭容器中进行反应。有
(1)0.8mol A， 1.2mol B ， 1.2mol C ， 2.4mol D
(2) 1.4mol A， 2.1mol B ，0.6mol C ， 1.2mol D
达到平衡后，C的质量分数相同，贝U x的值为(B )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
2. 在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学方程式系数比换算成同
一边物质的物质的量之比与原平衡相同，两平衡等效。
如合成氨反应：按下列三条途径建立的平衡为等效平衡：
(H2)(N2)(NH
3)
I .3mol1mol0mol
n .0mol0mol2mol
川.3nmol n mol xmol (x > 0)
例2.在恒温、恒压下，有下列气体反应分别从两条途径进行2A(g)+2B(g) = C(g)+3D(g)
I . 2mol 2mol 0 0
n . 0 0 2mol 6mol
下列叙述正确的是(A D )
A. i、n两条途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同
B. i、n两条途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同
C. 达到平衡时，i途径所用的时间与n途径所用的时间相同
D. 达到平衡时，i途径混合气体密度等于n途径混合气体的密度
［小结］若恒温、恒容，则3n+3x/2=3, n+x/2=1 ;
若恒温、恒压，则(3n+3x/2) : (n+x/2)=3 : 1 。
3. 在恒温、恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物) 的物质的量比例
与原平衡的相同，两平衡就是等效平衡。(相当于恒温、恒压下的等效平
衡，原因是平衡不受压强影响)。
例3.在两个密闭容器内，保持温度为423K，同时向A、B两容器中分别加入 a mol、b mol
HI，待反应2HI(g) = H2(g)+| 2(g)达到平衡后，下列说法正确的是( D )
A. 从反应开始到达到平衡所需时间t A>t B
B. 平衡时I2浓度c(l2)A=c( |2)B
C. 平衡时l2蒸气在混合气体中体积分数A%>B%
D. HI的平衡分解率相等
例4.某恒温、恒容的密闭容器充入3mol A和2mol B，反应3A(g)+2B(g) = xC(g)+yD(g) 达到平衡时C的体积分数为m%。若将0.6mol A ，0.4mol B ，4mol C，0.8mol D 作
为起始物充入，同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%，贝U x= _________ ，y= ______ 。
解析1.同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%，则两平衡为等效平衡，因而有：3A(g) +2B(g)—-x C(g) +y D(g)
I.3mol2mol00
n.0.6mol0.4mol4mol0.8mol
所以有：0.6+(3 >4)/x=3，0.6+(3>0.8)/y=3 。
解得：x=5，y=1 。
解析2 .恒温恒容一边倒(即归零)完全相同:
3A(g) +2B(g)—x C(g) +y D(g)
I3200
n0.60.440.8
(3 >4)/x +0.6=3 , (2 >0.8)/y +0.4=2
解出X=5 , Y=1。
三?等效平衡状态的分类和判断：
(1)恒温恒容下，改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数换算成同一边的物质的物
质的量与原平衡相等，则达平衡后与原平衡等效。
(2)恒温恒容下，对于反应前后物质的量(即气体总体积)相等的可逆反应，只要反应物 (或生成物)的物
质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。
(3)恒温恒压下，改变起始加入物质的物质的量，只要按化学计量数，换算成同一边的物质的物质的量之
比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。
★等效平衡思想：
①对于恒温恒容条件下反应前后气体体积改变的可逆反应，极限转化后其物质的量与对应
组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。(全等效平衡)
②对于恒温恒容条件下的反应前后气体体积不变的可逆反应极限转化后其物质的量比与对
应组分的起始加入量对应成比例，则建立的化学平衡状态是等效的。(等比平衡)
③恒温恒压条件下的可逆反应(无论体积可变或不变):极限转化后对应成比例，可建立等效
平衡。(等比平衡)
四?题例分析：
等效平衡问题的解答，关键在于判断题设条件是否是等效平衡状态，以及是哪种等效平
衡状态。要对以上问题进行准确的判断，就需要牢牢把握概念的实质，认真辨析。明确
了各种条件下达到等效平衡的条件，利用极限法进行转换，等效平衡问题就能迎刃而解
了。
例题1 .某温度下，向某密闭容器中加入 1 mol N 2和3 mol H 2，使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH 3的体积分数仍为m。假设N2、
H2、NH 3的加入量(单位：mol )用x、y、z表示，应满足：
(1) .恒定温度、体积：
①若x = 0 , y = 0 ,贝y z = ______ ;
②若x = 0.75 , y = _________ ，贝H z = ____________ ;
③x、y、z 应满足的一般条件是___________________________________ 。
(2 ).恒定温度、压强：
①若x = 0 , y = 0 ,贝U z = ______ ;
②若x = 0.75 , y = _________ ，贝H z = ____________ ;
③x、y、z应满足的一般条件是_________________________ 。
［答案］⑴.①z = 2 ; ②y = 2.25 , z = 0.5 :③ x + z/2 = 1 ; y + 3z/2 = 3 ;
⑵.①z>0 的任意值；② y = 2.25 , z X):③ x/y = 1/3 , z >0
例题2 .有两只密闭容器A和B , A容器有一个移动的活塞，能使容器内保持恒压，B容器保持恒容，起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为 1 : 2的SO 2和02的混
合气体，并使A和B的容积相等。在保持400 C的条件下，使之发生反应：2SO2 (g) + 02 (g) = 2SO3 (g)，请填写下列空格：
①达到平衡时所需的时间A比B ____________ , A中SO 2的转化率比B ______________ 。
②达到(1 )所述的平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量氩气，则A容器中化学平衡
_______________ 移动，B容器中化学平衡____________________ 移动。
③达到(1 )所述的平衡后，若向两容器中通入等量的原反应气体，再达到平衡时，A容器
中SO 3的体积分数________ (填增大、减小或不变)，B容器中S03的体积分数_____________ 。［答案］①少大②逆向不③不变增大
例题3.537C、1.01 >105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、1mol O2，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂(固体)并保持恒温恒压，发生反应：
2SO2 (气)+02 (气)=2SO3 (气)达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为
0.91。
请回答下列问题：
(1)工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是： ___________________________
(2)保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2mol SO3并加入固体催化剂。则平衡时,
SO2的体积分数是，容器的体积为 _______ L。
(3)温度仍保持537C，容器体积保持200L不变(恒容)。充入 a molSO2、b molO2,并加入固体催化
剂，反应达平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01氷05Pa。
右 a : b=2 : 1，贝V a= _______ 。
分析：这是一个反应前后气体体积减少的放热反应，增大压强，平衡正向移动，降低温度，
平衡逆向移动。但工业生产中常采用常压而不是高压，主要是由于压强对平衡的转化影响不
大，同时，增大压强对设备和动力的要求都很高，因此一般不采用高压，而是常压；同时升高温度平衡逆向移动，不利于S02的转化，但催化剂在537 C左右时活性最大，反应速率
快，因此，一般工业生产中采用高温条件。
(2 )温度一定，体积可以改变，说明反应过程中压强保持不变，则本题是等温等压条件下
的等效平衡问题，因此，只充入2molSO 3时，换算成方程式左边与原平衡起始一致，说明是等效平衡，SO 3的体积分数仍为0.91。此时：
2SO 3 (g)
2SO2(g 十O2(g丿
反应起始物质的物质的量( mol ) a b0
反应过程中转化的物质的量( mol)2y y2y
平衡时各物质的物质的量( mol ) a - 2y b —y2y
则有：a : b = 2 : 1 ; 2y/(a + b—y )= 0.91;(V前/V后= n 前/n 后)a 十b —y = 3 ;
解上述三个方程组，可得：y = 1.365mol , a = =2.91mol ; b = 1.455mol 。
答案：(1)由于压强对平衡的转化影响不大，同时，增大压强对设备和动力的要求都很高，因此一般不采用高压，而是常压。
(2 ) SO 2的体积分数为6 %，达平衡时的体积为137.5L 。
(3) a = 2.91mol
(加入2molS0跟加入2molS02、ImolQ相当，在其它条件相同时可以达到相同的平衡状
态。所以平衡时二氧化硫的体积分数是6%氧气的体积分数为3%设平衡时SO的物质的
量为x mol，则有4 5 =0.91，可求得x=1.88，平衡时气体的总的物质的量为 2.062mol，所
以平衡时气体的总体积为V= ? =137.5L。第3问中，体积始终保持200L，达到平
衡时的体积也是200L，则加入二氧化硫的物质的量为13?.5 =2.9mol )。
五.等效平衡”的规律
影响化学平衡的外界条件有温度、浓度、压强等，外界条件相同时，平衡状态就相同，
即为等效平衡状态。而压强对化学平衡的影响是通过改变浓度实现的，所以当温度不变、
反应物起始浓度相同时，即为相同的外界条件，平衡后的状态就是等效平衡状态。
1. 恒温恒容，极值等量：
在恒温恒容时，只要反应物各组分的起始投料量的物质的量相同，其浓度就相同，则外
界条件相同，平衡时为等效平衡状态。不同的投料方式按完全反应(事实上不可能完全反应)计算，得出的投料量若与原投料相同，即极值等量，亦达到等效平衡。
［例1］在一固定容积的密闭容器中，加入2molX和ImolY，发生如下反应：
2X (g) +Y(g) =3Z(g)+R(g)，当反应达到平衡后，Z的浓度为3 mol/L。若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比起始进行反应，达到平衡后，Z浓度仍为
3 mol/L 的是：
A 、4molX+2molY
B 、2molX+1molY+3molZ+1molR
C 、3molZ+1molY+1molR
D 、3molZ+1molR
分析：要保证 Z 的浓度不变，只要两平衡状态等效即可。根据题设条件（恒温恒容，
原投料为X 、Y ），将选项中的Z 、R 按完全反应转化为 X 、Y ，则选项为：
A 、4molX+2molY
B 、4molX+2molY
C 、2molX+2molY
D 、2molX+1molY 只有D 选项的投料量与原投料相同，即极值等量，两平衡为等效平衡。
故该题的答案为：D
我们再来分析一下 A 、C 的情况，二者都先拿出与原投料相同的
X （ 2mol ）、Y （1mol ）， 则A 、C 中都相当于又加入了反应物，增大了反应的浓度，平衡正向移动，故与原平衡 不是等效平衡。
2?恒温恒压，极值等比：
恒温恒压时，要保持浓度不变，只要将不同的投料方式按完全反应（事实上不可能完全 反应）计算，得出的投料量若与原投料量等比即为等效平衡。 因为投料量按比例变化时，
要保持压强不变，体积也应按相同比例变化，故浓度不变，为等效平衡。
［例2］若将例1中的容器改为恒压容器，其他条件不变，则符合条件的选项有哪些？
分析：按照恒温恒压，极值等比和例
1的极值转化，则该题的答案就是与原投料量等比的 选项：A 、B 、D 。
3.温度改变，不能相同：
不存在既不吸热，又不放热的化学反应。因此，只要温度发生变化，平衡就会移动，就 不会有等效平衡状态。
［例3］在一个容积固定的反应器中， 有一可左右滑动的密封隔板， 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 和C 均为4.0mol ， D 为6.5mol ， F 为
2.0mol ，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正中位置。请填写以下空白：
（1）若x = 4.5, 欲使起始反应维持向该方向进行，则 x 的最大取值应小于 __________________ ⑵若x 分别为4.5和5.0,则在这两种情况下，当反应平衡时, ___________ （填 相等”、不相等”或 不能确定”。其理由是 _________________ 7 分析：只有在这两种情况下达到的平衡是等效平衡， A 的物质的量才能相等。 现在这两种情
况是在不同温度下达到化学平衡的，因此二者不可能等效平衡，故
等。
A 的物质的量是否相等
A 的物质的量不相
（1）正反应；7.0。
(2) 不相等；因为这两种情况是在两种不同温度下达到化学平衡，平衡状态不同，所以物质的量也不同。
解析：题中给出一个容积固定的反应器，虽然中间有一个移动隔板，但题中要求隔板处于反应器的正中位置，也就是要求反应容器左右两侧反应的物质的量始终相等。要满足这一条件，
①可通过投入E的物质的量即x值的大小来控制；②可通过温度的调节来实现。
(1)反应器左侧的反应为一个反应前后总体积不变化的反应，总物质的量始终为8+ %+ n c
=4mol + 4mol + 4mol = 12mol，这就要求反应器右侧也必须始终保持总的物质的量也为
12mol。当x= 4.5时，右侧反应在起始时总的物质的量为 6.5mol + 4.5mol + 2mol = 13mol,
大于12mol，此时反应向总体积缩小的方向移动，即向正反应方向进行。由于右侧的正
2反应是一个体积缩小的反应，E物质参与反应的越多，体积缩小的越多。用极限法，假设投入的E物质全部反应，即E的最大投入量，也就是x的最大取值，则
D(g) + 2E(g) 2F(g)
n 始(mol) 6.5 x 2.0
n 平(mol) 6.5-二0 2.0 + x
因左侧反应混合物总的物质的量为12mol，所以达平衡时，右侧反应需满足:
6.5- ?+ 0 + 2.0 + x= 12, x= 7
⑵若x分别为4.5和5.0这两种情况时，要满足题中移动隔板恰好处于反应器正中位置的
要求，即反应器右侧在z值不同时还始终保持总物质的量为12mol，只有通过条件①即调
节温度来实现。也就是说当x的取值在4.5和5.0这两种情况下，当隔板恰处中间位置时的温度是不相同的。再来分析反应器的左侧。由右侧的条件决定x的数值不同，温度不同，在不同的温度下平衡状态不同，各物质的量也就不同。故A的物质的量在这两种情况下也
不相等。
4.特例：对于反应前后总体积不变的可逆反应，无论恒温恒容，还是恒温恒压条件下，只要极值等比就可
达到等效平衡状态。
这里我们分析一下恒温恒容的情况，例如，在H2(g)+|2(g) =^2HI(g)
中，恒温恒容时，①充入2molH 2和2mol I2②充入4molH 2和4mol 12，讨论两种情况是否等效。可首先将②看成恒压容器，则两情况平衡时是等效平衡，然后将②压缩到原容器体积，平衡不移动，由此可理解两种情况下的平衡是等效平衡。
六.等效平衡”的应用：
［例4］完全相同的两个容器M和N , M中装有02和SO 2各1g , N中装有02和SO 2和2g。在相同温度下达到平衡时，SO 2的转化率M中为a% , N中为b% , a%和b%的关系：
①两容器均为等压时（）②两容器均为定容时（）
A.a%>b%
B.a%=b%
C. a% D.无法判断 分析：①依据恒温恒压、极值等比”，很容易选出B。 ②先把N容器看成恒压容器，则M和N中平衡时为等效平衡状态，转化率相等。再 将N压缩为原体积，平衡向正反应方向移动，故S02转化率增大，答案为C。 ［练习］： 1. 完全相同的两个固定容积的容器A和B，在相同条件下，A中充入2molN 2和3molH 2， 平衡时NH3的物质的量为 1.6mol，B中充入4molN 2和6molH 2,平衡时，NH3的物质的量范围是［答案］3.2mol v n（NH3）v 4mol 2. ①在平衡体系中，再充入N2O4,并保持容器体积不变。反应达到平衡时，NO2和N2O4 物质的量的比值应： A.不变 B.增大 C.减少 D.可能增大也可能减少 ②若上题改为充NO2呢？ ［答案］都选C 3. （一）恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：八：.二I】I ' 「XI〕 （1）_______ 若开始时放入1 mol A和1 mol B,达到平衡后，生成 a mol C，这时A的物质的量为 _______ mol。 （2）___________________________________________________________________________ 若开始时放入3 mol A和3 mol B ,达到平衡后，生成C的物质的量为______________________________ mol。 （3）若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，贝U x= ___ , y= _____ 。平衡时，B的物质的量__________ （填编号）。（甲）大于2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2 mol （4）若在（3）的平衡混合物中再加入 3 mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是 （二）若维持温度不变，在一个与（一）反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。 （5）开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成 b mol C。将b与（1）小题中的a进行比较（填编号）。 （甲）a>b （乙）a 作出此判断的理由是_____________________________________________________________ 。 解析：（一）（1）由反应尸二 -■知，反应达平衡后，若有 a mol C生成, 则必有a mol A物质消耗，此时剩余A的物质的量为（1 - a）mol。 化学平衡常数题组 1、N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g) ΔH>0 T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表： 时间/s 0 500 1000 1500 c(N2O5)/mol·L－1 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法中不正确的是( ) A．T1温度下，500 s时O2的浓度为0.74 mol·L－1 B．平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则再平衡时c(N2O5)>5.00 mol·L－1 C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1 等效平衡原理及练习 一、等效平衡概念 等效平衡是指在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达平衡后，任何相同组分的体积分数或物质的量分数均相等的平衡。 在等效平衡中，有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分X的含量（体积分数、物质的量分数）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO2 + O2 2SO2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 判断是否建立等效平衡，根据不同的特点和外部条件，有以下几种情况： ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，若保持其数值相等，则两平衡等效。此时，各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同，亦称为同一平衡。 ②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，通过化学计量数计算，把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量，只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。此时，各配料量不同，只导致其各组分的浓度反应速率等分别不同于原平衡，而各组分的百分含量相同。 ③在恒温、恒压下，不论反应前后气体分子数是否发生改变，改变起始时加入物质的物质的量，根据化学方程式的化学计量数换算 第十一讲等效平衡和平衡的应用拓展 （一） 一.平衡移动原理 1．平衡移动原理，又叫原理。如果改变的一个条件，平 衡就朝能够方向移动。 2．减弱不是抵消。 如某容器中盛有NO2和N2O4的混合气体，若容器体积突然增大为原来的两倍，混合气 体的颜色变化情况：气体颜色突然变（深，浅），然后慢慢（深，浅），但 比原来（深，浅），NO2浓度（大，小，等）于原来的一半。 若容器体积突然缩小为原来的一半，混合气体的颜色变化情况：气体颜色突然变（深，浅），然后慢慢（深，浅），但比原来（深，浅），NO2浓度（大，小， 等）原来的两倍。 3．判断下列情况平衡的移动方向 2SO 2（g）+O2(g)2SO3(g); △H＝－196.6 kJ/ mol在一定条件下达到平衡 A．若在定容积下，充入稀有气体，平衡移动。若定压强下，充入稀有气体，平衡移动。B．若在定容积下，将平衡时各组分的浓度减半，平衡移动。若在定压条件下，将平衡 时各组分的物质的量减半，平衡移动。 C．若将容器体积压缩到原来的1/2，平衡向移动，C（SO2）比原来的2倍（大， 小，等）。 二.转化率 ①．平衡移动，转化率（一定，不一定）变，反应物的转化率变，平衡（一定，不一定）移动。 ②．反应物的总量保持不变，若平衡正向移动，每种反应物的转化率。（增大， 减少，不变） ③．恒温恒容条件下的平衡，增加反应物的量。 A．mA(g)pC(g)＋qD(g)，增加A的物质的量，平衡移动。 （增大，减少，不变） 若m=p+q，a （A） （增大，减少，不变） 若m＞p+q，a （A） （增大，减少，不变） 若m＜p+q，a （A） B．mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) a.增加n(A),平衡向移动，a（A）（增大，减少，不变）a（B. （增大，减少，不变） b.按平衡时各组分的物质的量同倍数的增加，平衡移动。 若m=p+q，a （增大，减少，不变） （A） （增大，减少，不变） 若m＞p+q，a （A） （增大，减少，不变） 若m＜p+q，a （A） c.若按反应物的起始量，同倍数的增加，平衡移动。 （增大，减少，不变） 若m=p+q，a （A） 若m＞p+q，a （增大，减少，不变） （A） （增大，减少，不变） 若m＜p+q，a （A） 等效平衡问题的基本模型 等效平衡问题是高中化学中《化学平衡》这一章的一个难点，也是各级各类考试的重点和热 点。学生如何正确理解并运用相关知识进行解题是非常必要的。经过对大量试题的对比分析， 笔者认为可以归纳为以下三种情形： 完全等效平衡，这类等效平衡问题的特征是在同T、 P、 V 的条件下，同一化学反应经过不 同的反应过程最后建立的平衡相同。解决这类问题的方法就是构建相同的起始条件。下面看例题一： 【例题一】：温度一定，在一个容器体积恒定密闭容器内，发生合成氨反应：N2＋3H2 2NH3。若充入 1molN2 和 3molH2 ，反应达到平衡时NH3 的体积百分含量为W% 。若改变开始时投 入原料的量，加入amolN2，bmolH2 ，cmolNH3 ，反应达到平衡时，NH3 的体积百分含量仍 为 W% ，则： ①若 a=b=0， c= ②若 a=0.75， b= ， c= ③若温度、压强恒定，则a、 b、 c 之间必须满足的关系是 分析：通过阅读题目，可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同 T、 P、 V ，所以可以断定是完全 等效平衡，故可以通过构建相同的起始条件来完成。 N2 ＋ 3H2 2NH3 起始条件Ⅰ：1mol 3mol 0 起始条件Ⅱ：amol bmol cmol （可以把 cmolNH3全部转化为 N2， H2） 转化： 0.5cmol 1.5cmol cmol 构建条件：（ a+0.5c）mol （ b+1.5c） mol 0 要使起始条件Ⅰ和起始条件Ⅱ建立的平衡一样，那么必须是起始条件Ⅰ和构建条件完全相 同。则有：（ a+0.5c） mol = 1mol （ b+1.5c） mol = 3mol 其实这两个等式就是③的答案，①②的答案就是代入数值计算即可。 不完全等效平衡，这类等效平衡问题的特征是在同T、P 不同 V 的条件下，同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。解决这类问题的方法就是构建相似 的起始条件，各量间对应成比例。下面看例题二： 【例题二】：恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生中下反应： A （ g）+B(g) = C(g)（1）若开始时放入1molA 和 1molB ，到达平衡后，生成 a molC，这时 A 的物质的量为 mol 。 （2）若开始时放入3molA 和 3molB ，到达平衡后，生成 C 的物质的量为mol 。 （3）若开始时放入xmolA 、2molB 和 1molC ，到达平衡后， A 和 C 的物质的量分别是y mol 和 3a mol ，则 x=， y= ，平衡时， B 的物质的量（选填一个编号） 甲：大于 2mol 乙：等于 2mol 丙：小于 2mol 丁：可能大于，等或小于2mol 作出判断的理由是。 （4）若在（ 3）的平衡混合物中再加入3molC ，待到达平衡后， C 的物质的量分数是。分析：通过阅读题目，可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P 不同 V ，所以可以断定是不完全等效平衡，故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。解答过程如下： A （ g） + B(g) = C(g) （1）起始条件Ⅰ：1mol 1mol 0 平衡Ⅰ：（ 1-a ） mol （ 1-a ） mol amol （2）起始条件Ⅱ：3mol 3mol 0 平衡Ⅱ： 3（ 1-a） mol 3 （ 1-a ） mol 3amol （各量间对应成比例） 化学平衡·难点讲解与习题 一、等效平衡 一、概念 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①恒温、恒容，②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：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③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：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。 II类：恒温恒容下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。 III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，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 三、例题解析 I类：在恒温恒容下，对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如果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与原平衡相同，则两平衡等效。 例1：在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应， 化学平衡常数应用 一、化学平衡常数的定义 化学平衡常数是在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也无论反应物起始浓度是大还是小，最后都能达到平衡，这时各生成物浓度幂的乘积除以各反应物浓度幂的乘积所得的比值是个常数，用K 表示。例如：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，K ＝ c p (C)·c q (D) c m (A)·c n (B) （式中个浓度均为平衡浓度）。化学平衡常数是一个常数，只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。 二、 应用平衡常数应注意的问题 （1）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 （2）反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看做“1”，因而不用代入公式（类似化学反应速率中固体和纯液体的处理）。 （3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若化学方程式中各物质的化学计量系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，化学平衡常数也会改变。 三、 化学平衡常数的应用 （1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个可逆反应的K 值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物转化率也越大。可以说，化学平衡常数是一定温度下一个可逆反应本身固有的内在性质的定量体现。 （2）可以利用平衡常数的值作标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如对于可逆反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Q c ＝ c p (C)·c q (D) c m (A)·c n (B) ，Q c 叫该反应的浓度熵。若Q c ＞K ，反应向逆向进行；若Q c ＝K ，反应处于平衡状态；若Q c ＜K ，反应向正向进行。 （3）利用K 值可判断反应的热效应：若温度升高，K 值增大，则正反应为吸热反应；若温度升高，K 值减小，则正反应为放热反应； 四、具体应用举例分析 1. 平衡常数的变化趋势的判断 化学平衡常数只是温度的函数，不随浓度的变化而变化。因此根据反应的热效应，即可判断平衡常数的变化趋势。 【例题1】汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)+ CO(g) 1 2 N 2(g)+ CO 2(g)；△H ＝－373.4kJ/mol ，在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是： 解析：该反应为气体计量数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平 衡常数减小，A 选项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO 的转化率减小，B 选项错误；平衡常数只与热效应有 关，与物质的量无关，C 选项正确；增加氮气的 物质的量，平衡逆向移动，NO 的转化率减小，D 选项错误。 答案：C 【例题2】在一定条件下，Na 2CO 3溶液存在水解平衡：CO 32－+ H 2O HCO 3－+ OH － 。下列说法正确的是 A. 稀释溶液，水解平衡常数增大 B. 通入CO 2，平衡朝正反应方向移动 C. 升高温度，c(HCO 3－ ) c(CO 32－) 减小 D. 加入NaOH 固体，溶液PH 减小 解析：平衡常数仅与温度有关，故稀释时是不变的，A 项错；CO 2通入水中，相当于生成H 2CO 3，可以与OH － 反应，而促进平衡正向移动，B 项正确；升温，促进水解，平衡正向移动，故表达式的结果是增大的，C 项错；D 项，加入NaOH,碱性肯定增强，pH 增大，故错。 答案：B 【例题3】氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及 其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。右图是N 2和H 2反应生成2 molNH 3 过程中能量变化示意图，在 E 1 E 2 能量 生成物 反应进程 kJ/mol 平衡常数K A 2N O 转化率 D C O 转化率 B 平衡常数K C 1 等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物 质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同， 这样的平衡称为等效平衡。 如，常温常压下，可逆反应：2SO 2 + O 2 2SO 3 SO 2、O 2、SO 2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况 如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将 ②、③折算为①)，因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否 相等)，可将等效平衡问题分成三类： I.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物 质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原 平衡相同，则两平衡等效。 例1．在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A 和1 mol B 发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡，c 的浓度为w mol/L 。若维持容器体积和温度不变，下列四种配 比作为起始物质，达平衡后，c 的浓度仍为w mol/L 的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析：根据题意: 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4) 1mol 0.5mol 0 0 0 0 1.5mol 0.5mol 所以，以3 mol C+1 mol D 或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D 作为起始物质 均可形成与反应（1）等效的平衡。答案：BD 解题规律：此种条件下，只要改变起始加入物质的物质的量，若通过可逆反应的 化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情 况下又称等同平衡，此法又称极限法)。 II.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生 成物)的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。 例2．恒温恒容下，可逆反应2HI H 2+I 2（气）达平衡。下列四种投料量均能达到同一 平衡，请填写： 等效平衡 1、向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，发生反应CO＋H2O(g)CO2＋H2当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分子大于x的是 A、0.5mol CO＋2mol H2O(g)＋1mol CO2＋1mol H2 B、1mol CO＋1mol H2O(g)＋1mol CO2 ＋1mol H2 C、0.5mol CO＋1.5mol H2O(g)＋0.4mol CO2＋0.4molH2 D、0.5mol CO＋1.5mol H2O(g)＋0.5molCO2＋0.5mol H2 2、在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入a mol NO2，发生如下反应：2NO2（g） N2O4（g）；△H<0。达平衡后再向容器中充入amol NO2，再次达到平衡后，与原平衡比较，下列叙述不正确的是 A．相对平均分子质量增大B．NO2的转化率提高 C．NO2的质量分数增大D．反应放出的总热量大于原来的2倍 3、已知甲为恒温恒压容器，乙为恒温恒容容器。初始时，两容器的温度、体积相同，两容器中均充入2molSO2和lmolO2，且发生反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；△H<0；当两容器都达到平衡后，为使两者中的SO2在平衡混合物中的物质的量分数相同，下列措施中不可行的是 A．向甲容器中再充人一定量的氦气B．向乙容器中再充人2mol的SO3气体 C．适当降低乙容器的温度D．缩小甲容器的体积 4、将4mol SO2与2 mol O2的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中，发生反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；△H<0，在相同温度下，使其均达到平衡状态。甲是恒压容器，乙是恒容容器。甲容器达到平衡状态时，测得混合气体的物质的量为 4.2mol；乙容器经50s达到平衡状态。请回答： （1）甲容器达到平衡时SO2的转化率是，其所需时间50s（填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）达到平衡状态后，要使甲、乙两容器中SO2物质的量相等，可采取的措施是（填字母）。 A．保持温度不变，适当扩大甲容器的容积 B．保持容积不变，使乙容器升温 C．保持容积和温度不变，向乙容器中加入适量SO3（g） D．保持容积和温度不变，向甲容器中加入适量SO3（g） 5、t℃时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应3A（G）＋B（x）xC(g)，2min时反应到达平衡状态（温度不变），此时容器内剩余了0.8mol B,并测得C的浓度为0.4mol·L-1。请填写下列空白： 等效平衡知识总结 一、等效平衡原理的建立 化学平衡理论指出：同一可逆反应，当外界条件相同时，反应不论是从正方应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，最后都能达到平衡状态。化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因此，我们把： 在一定条件（恒温、恒压或怛温、恒容）下，只是起始物质加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，反应混合物中各组分的百分数（体积、物质的量、质量）均对应相等，这样的化学平衡互称等效平衡。 切记的是：组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。 概念的理解： （1）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容; ②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）平衡状态只与终态有关，而与途径无关，（如：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③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。 判断“等效平衡”的方法 （1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。 （2）观察有关物质的量是否相等或成比例。 等温等容：A、m+n≠p+q 相同起始物质的物质的量相等 B、m+n = p+q 相同起始物质的物质的量之比相等 等温等压：相同起始物质的物质的量之比相等。等压比相等，等容量相等。但若系不变，可为比相等。 a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应 Ⅰ：恒温恒容时 1.建立等效平衡的条件是：反应物的投料相当即“等量”加入 2.判断方法：“一边倒”的极限转换法 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，如果反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。 2、恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,若一边倒后的比例关系与原平衡相同，则二平衡等效(平衡时相同物质的含量相同，n、C都成倍数关系） a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应 Ⅱ：恒温恒压时 1.建立等效平衡的条件是：反应物的投料比相等即“等比”加入 2.判断方法：“一边倒”的极限转换法 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，则互为等效平衡。 二、化学反应速率化学平衡图像 图像题是化学平衡中的常见题型，这类题目是考查自变量（如时间、温度、压强等）与因变量（如物质的量、浓度、百分含量、转化率）之间的定量或定性关系。 等效平衡规律： (1)在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，如果按化学方程式的化学计量关系转化为化学方程式中同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡是等效的 恒温、恒容时，I、Ⅱ、Ⅲ这三种情况下达到的平衡完全等效。IV与I、Ⅱ、Ⅲ不等效。(2)在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，如果按化学方程式的化学计量关系转化为化学方程式同一半边的物质，其物质的量比与对成组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡是等效的。 I、Ⅱ、Ⅲ形成等效平衡，此处等效的含义是各物质的体积分数相同，同时，混合气体的平 均摩尔质量也相同，但各物质的浓度、物质的量、混合气体的密度、体系的压强、气体的反应速率等均不相同但成比例。 (3)在恒温、恒压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，如果按化学计量数换算成化学方程式同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则建立的化学平衡等效。 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成等效平衡。说明等效平衡分析方法：“一边倒”——按化学计量关系将生成(反应)物全部转化为反应(生成) 物后再看是否相同或成比例。 随堂练习 A组基础巩固型 i．恒压下，在－个可变容积的密闭容器中发生如下反应： 2NH3（g）＋CO2（g）CO(NH2)2（g）＋H2O（g） 若开始时放入2mol NH3和1mol CO2，达平衡后，生成amol H2 O；若开始时放入xmol NH3、2mol CO2和1mol H2O（g），达平衡后，H2O的物质的量是3a mol，则x为 A 1mol B 2mol C 3mol D 4mol ii．（双选）在密闭容器中，加入3mol A和1mol B，一定条件下发生反应3A（g）＋B（g）2C（g）＋D（g），达平衡时，测得C的浓度为w mol/L，若保持容器中压强和温度不变，重新按下列配比作起始物质，达到平衡时，C的浓度仍然为w mol/L的是 A 6mol A＋2mol B B 1.5mol A＋0.5mol B＋1mol C＋0.5mol D C 3mol A＋1mol B＋2mol C＋1mol D D 2mol C＋1mol D iii．一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是 A 保持温度和容器体积不变，充入1mol SO2(g) B 保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3(g) C 保持温度和容器内压强不变，充入1mol O2(g) D 保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar(g) iv．（双选）在一个固定容积的密闭容器中，加入mmol A、nmol B，发生下列反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）平衡时C的浓度是wmol/L，若容器体积和温度不变，起始时放入amol A、bmol B、cmol C，若要平衡后C的浓度仍为wmol/L，则a、b、c应满足的关系是 A a︰b︰c＝m︰n︰p B a︰b＝m︰n (ap/m)＋c＝p C (mc/p)＋a＝m，(nc/p)＋b＝n D a＝m/3，b＝n/3，c＝2p/3 v．（双选）在VL密闭容器中，通入0.2mol SO2和0.2mol SO3气体，在一定条件下发生反应：2SO2＋O22SO3。平衡时SO3为amol；在相同温度下按下列配比在VL密闭容器中放入起始物质，平衡时有关SO3的正确叙述是 A 放入0.2mol SO2、0.1molO2、0.1mol SO3，达到平衡时SO3必小于amol B 放入0.2mol SO2、0.1molO2、0.2mol SO3，达到平衡时SO3必大于amol C 放入0.4mol SO2、0.1molO2，达到平衡时SO3会等于0.4mol D 放入0.2mol SO2、0.1molO2，达到平衡时SO3必小于amol vi．（双选）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)3C(g)，若反应开始时充入2mol A和2mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是 一、复习预习 1、化学平衡移动原理的内容是什么 2、影响平衡移动的外界因素有哪些 二、知识讲解 考点1等效平衡定义 对同一可逆反应，在一定条件下（常见的为恒温恒容或恒温恒压），起始投料方式不同（从正、逆或中间等方向开始），若达到的化学平衡同种物质的百分含量均相同，这样的平衡状态互称为等效平衡。 考点2等效平衡的常见分类和状态 以如下反应为例：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) （1）如果m+n≠p+q ①恒温恒容：使用极限转化分析法，一边倒后相同起始物质的物质的量相等。达到平衡后各物质浓度相等，百分含量相等，体积没变化，压强没有变化，达到平衡后正逆反应速率相同。唯一不同的是根据投料方式的不同会导致反应热不同。 ②恒温恒压：一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。达到平衡后各物质浓度相等，百分含量相等，体积可有变化，压强没有变化，达到平衡后正逆反应速率相同。根据投料的量和方式的不同会导致反应热不同。 （2）如果m+n = p+q ③一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。恒温恒压的话，达到平衡后体积未必相等；恒温恒容的话，除了体积相等，达到平衡后各物质浓度、压强、正逆反应速率都可能不同。两种情况下反应热根据投料的量和方式的不同而不同。比较见下表1. 等效平衡解题建模过程 对于反应N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g)，按照①、②、③的投料方式进行反应， （1）恒温恒容下，则所能达到等效平衡的状态为：①=②≠③。 ③为①或②、④进行加压后的情况，对于这种△vg<0的情况,压强增大,平衡向正方向 移动, N 2转化率升高。 （2③。 2(g) （3基于上面几种类型的建模过程，对照表1 三、例题精析 【例题1】 3和2PCl 1.0molP Cl 3和0.4mol 【答案】C 【解析】此题属于恒温恒容，△Vg ﹤0。移走后，相当于一开始就是1.0mol PCl 3和0.5mol Cl 2在反应。若平衡不移动，PCl 5为0.2 mol 。若用虚拟隔板将体积压缩为一半，则移走前后互 等效平衡的理解和应用 武威铁路中学曹世邦（733009） 等效平衡问题是高考的难点，也是学生学习过程中比较棘手的问题，现就等效平衡怎样理解和应用，将自己的观点与大家商榷如下： 一、等效平衡的理解 1．定义： 对于同一可逆反应,在相同的条件下，不同的起始状态,达到平衡时,体系中同种物质的物质的量分数(或体积分数)相同（物质的量之比相等）；也可以是两个平衡状态效果相当，其中转化率、百分含量的值相等的平衡互称为等效平衡。也就是说等效平衡是指在一定条件下的可逆反应里，起始投料不同，但建立的两个或多个化学平衡中，反应混合物各组分的含量都相同，这样的化学平衡均属于等效平衡（包括等同平衡），等效平衡正是化学平衡等效性的推广和应用。 2、规律 ⑴对于反应前后气体物质的量不等的反应 A、定温、定容时.,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量与原平衡相等就可以建立等效平衡。 B.定温、定压时,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量之比与原平衡相等就可以建立等效平衡。 ⑵对于反应前后气体物质的量相等的反应 不论定温、定容时还是定温、定压时,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量之比 ．．就可以建立 ．．与原平衡相等 等效平衡。 3、等效平衡的建立 一般通过建立假想平衡状态去比较分析新旧平衡,以下例来说明：在一密闭 容器中充入1molNO 2建立如下平衡:2NO 2≒N 2O 4,测得NO 2的转化率为a%。容积和温 度不变的条件下再充入1molNO 2,待新平衡建立时,又测得NO 2的转化率为b%则a 、 b 的大小关系为 解此类题一般建立如下思维模型： 212% )%)%22P T V P T V P I a NO a a b molNO ===???→???→←???22、、、、、T 、V 等效压缩平衡：（）平衡II:a(NO 平衡III:a(NO 22起始1molNO 起始起始2molNO Ⅰ Ⅱ Ⅲ 由于压缩,平衡Ⅱ向右移动达到平衡Ⅲ时转化率增大,必有a 1% 等效平衡规律 高二学生学习等效平衡时，常常因为没有认识清楚三大等效平衡的条件差异、结论差异，在解决一些等效平衡问题时出现困难。现将三者分析比较如下： 一、完全等效平衡条件 1．条件：恒温、恒容； 2．方程式特点：前后气体系数和不一定相等； 3．将起始投料等同地转化为反应物（或生成物），与原始投料相比，若量完全相同，则反 应达到平衡后与原平衡互为等效平衡。 平衡时状态：各组分的物质的量、质量、各组分的浓度、物质的量分数（或气体体积分数）、反应物转化率均对应完全相等。 例：在恒温、恒容时，反应N2（g）+3H2（g）==2NH3（g），转化前，N2、H2、NH3的物 质的量分别为1mol、3mol、0，或为0、0、2mol，0.5mol、1.5mol、1mol，最终达到同一平衡，即全等平衡。 二、气体系数和相等等效 1．条件：恒温、恒容； 2．方程式特点：前后气体系数和相等； 3．将起始投料等同地转化为反应物（或生成物），各物质间的量比若与原始投料相应物质 间的量比相等，则反应建立平衡后与原平衡互为等效平衡。 平衡状态：气体的物质的量不等，质量不等，浓度不等，但百分含量（体积分数）相等，反 应物转化率相等。 例：在恒温、恒容时，反应H2（g）＋Br2（g）==2HBr（g），转化前H2、Br2、HBr的物质 的量分别为1mol、2mol、0，或0.5mol、1mol、0，平衡后虽然体系压强不一样，浓度不一样，物质的量不一样，但平衡时各组分的百分含量、反应物转化率对应相同。 三、气体不压等效 1．条件：恒温、恒压； 2．方程式特点：前后气体系数和不一定相等； 3．将起始投料等同地转化为反应物（或生成物），与原始投料相比，若比例相等，则反应 达到平衡后两平衡互为等效平衡。 平衡状态：物质的量不等，质量不等，但各对应组分的浓度、物质的量分数（或气体体积分数）、反应物转化率均对应相等。 例：一定温度下，向一容积可变的容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反应达到平衡时测得 等效平衡教案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT TTE 五星级专题系列 化学等效平衡 等效平衡问题：对于同一可逆反应，在同一相同条件下，无论反应是从正反应开始、还是从逆反应开始或从中间态开始，以一定的配比投入物质，则可以达到相同的平衡状态。 例如，在同一相同条件下： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 配比1（单位mol）： 1 3 0 配比2（单位mol）： 0 0 2 配比3（单位mol）： 1 以上3种配比投入物质，可以达到相同的平衡状态。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、质量分数等）均相同. 一、等效平衡概念 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、质量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。 注意：（1）外界条件相同：①恒温、恒容，②恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“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，各组份的浓度、物质的量、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，只要物料相当，就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类和判断方法 （一）：恒温、恒容条件下对反应前后气体分子数发生变化的反应（即△V≠0的体系）： 判断方法：极值等量即等效 恒温、恒容时，根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。此时一般不考虑反应本身的特点，计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。 特点：两次平衡时各组分的百分含量、物质的量、浓度均相同（全等平衡）. 等效平衡原理、规律及应用 〖目标与要求〗 运用对比的方法掌握等效平衡的基本原理规律和计算方法 〖内容与要点〗 等效平衡原理、规律、例题和习题 一、等效平衡原理 在一定条件下（定温定容或定温定压），对于同一可逆反应，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只是起始时加入物质的情况不同，而达到平衡时，任何相同组分的含量均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不 同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等) 完全相同，则可形成等效平衡。 如，常温常压下，可逆反应： 2SO 2+O 2 2SO 2 ① 2mol1mol0mol ②0mol0mol2mol ③ ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果 按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等 (如将②、③折算为① )，因此 三者为等效平衡。 二、等效平衡规律 ①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物 质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则 两平衡等效。 ②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物 )的物质的量的比值与原平衡相同，则两平衡等效。 ③在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物 质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。反之，等效平衡时，物质的量之 比与原建立平衡时相同。 三、等效平衡投料方案的设计 (1)“站点法”设计恒温恒容下的等效平衡 高三化学重点知识点总结归纳精选5篇 高三化学知识点1 一、化学反应及能量变化 1、化学反应的实质、特征和规律 实质：反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成 特征：既有新物质生成又有能量的变化 遵循的规律：质量守恒和能量守恒 2、化学反应过程中的能量形式：常以热能、电能、光能等形式表现出来 二、反应热与焓变 1、反应热定义：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。 2、焓变定义：在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变，符号是△H，单位常用KJ/mol。 3、产生原因：化学键断裂—吸热化学键形成—放热 4、计算方法：△H=生成物的总能量-反应物的总能量 =反应物的键能总和-生成物的键能总和 5、放热反应和吸热反应 化学反应都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化。据此，可将化学反应分为放热反应和吸 热反应。 (2)反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放 热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。 中和热 (1)定义：稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热 高三化学知识点2 俗名 无机部分： 纯碱、苏打Na2CO3、天然碱、口碱：Na2CO3小苏打：NaHCO3大苏打：Na2S2O3石膏(生石膏)：CaSO4.2H2O熟石膏：2CaSO4·.H2O 莹石：CaF2重晶石：BaSO4(无毒)碳铵：NH4HCO3石灰石、大理石：CaCO3生石灰：CaO食盐：NaCl熟石灰、消石灰：Ca(OH)2芒硝：Na2SO4·7H2O(缓泻剂)烧碱、火碱、苛性钠：NaOH绿矾： FaSO4·7H2O干冰：CO2明矾：KAl(SO4)2·12H2O漂：Ca(ClO)2、CaCl2(混和物)泻盐：MgSO4·7H2O胆矾、蓝矾：CuSO4·5H2O双氧水：H2O2皓矾：ZnSO4·7H2O硅石、石英：SiO2刚玉：Al2O3水玻璃、泡花碱、矿物胶：Na2SiO3铁红、铁矿：Fe2O3磁铁矿：Fe3O4黄铁矿、硫铁矿：FeS2铜绿、孔雀石：Cu2(OH)2CO3菱铁矿：FeCO3赤铜矿：Cu2O波尔多液：Ca(OH)2和CuSO4石硫合剂：Ca(OH)2和S 玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2过磷酸钙(主要成分)：Ca(H2PO4)2和CaSO4重过磷酸钙(主要成分)：Ca(H2PO4)2天然气、沼气、坑气(主要成分)：CH4水煤气：CO和H2硫酸亚铁铵(淡蓝绿色)：Fe(NH4)2(SO4)2溶于水后呈淡绿色 光化学烟雾：NO2在光照下产生的一种有毒气体王水：浓HNO3：浓HCl按体积比1：3混合而成。 铝热剂：Al+Fe2O3或其它氧化物。尿素：CO(NH2)2 有机部分： 氯仿：CHCl3电石：CaC2电石气：C2H2(乙炔)TNT：三硝基甲苯化学平衡常数 专题
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