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,只要起始时参加物质的物 质的量不同,而到达平衡时,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,可逆反响：2SQ+ Q —SO 3 SQ 、Q 、SQ 的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol ② 0mol 0mol 2mol ③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol①从正反响开始,②从逆反响开始,③从正逆反响同时开始,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响物,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响条件〔定温、定压或定温、 定容〕以及可逆反响的特点〔反响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,对于反响前后气体分子数改变的可逆反响只改变起始时参加物 质的物质的量,如通过可逆反响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,那么两平衡等效. 例1.在一固定体积的密闭容器中,参加 2 mol A 和1 mol B 发生反响2A 〔g 〕+B 〔g 〕 — 3C 〔g 〕+D 〔g 〕,到达平衡,c 的浓度为w mol/L .假设维持容器体积和温度不变,以下四种配 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 BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DD. 3 mol C+1 mol D反响 1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)( 反响 2)003mol1mol反响 3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)( 反响 4)001.5mol 0.5mol 或以 1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D 作为起始物质 均可形成与反响〔1〕等效的平衡.答案： BD解题规律：此种条件下,只要改变起始参加物质的物质的量,假设通过可逆反响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,那么两平衡等效〔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,对于反响前后气体分子数不变的可逆反响,只要反响物〔或生成物〕的物质的量之比与原平衡相同,那么两平衡等效.例2.恒温恒容下,可逆反响2HI-H 2+I 2 〔气〕达平衡.以下四种投料量均能到达同一起始状态物质的量n/mol平衡时HI 的物质 的量n/mol H 2I 2 HI 12 0 a ①2 4 0②10.5a③ m g(g>2m) 解析：①题干n(H 2)起始：n(I 2)起始：n(HI)平衡=1:2:a<==>2:4:2a n(HI) 平衡=2aC. 3 mol C+1 mol D +1 mol B 解析：根据题意：2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)( 2mol 1mol 00 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)( 1mol 0.5mol 00所以,以 3 mol C+1 mol D②根据反响：2HI —H2+I2 (气),起始状态1mol HI<==>0.5molH2+0.5molI2根据题干n(H2)起始：n(I 2)起始：n(HI)平衡=1:2:a那么n(H 2)起始：n(I 2)起始:n(HI) 平衡=0.5:1:0.5a那么H2和I 2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol③设起始HI 为x mol x mol HI<==>0.5x molH2+0.5x molI 2n(H2)起始=(m+0.5x) mol n(I2)起始=(g+0.5x) mol又n(H2)起始:n(I 2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2 x=2(g-2m)设n(HI)平衡为ymol ,那么n(I 2)起始：n(HI) 平衡=2:a= (g+0.5x):y y=(g-m)a解题规律：此条件下,只要换算到同一半边时,反响物 (或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等,那么两平衡等效.III .在恒温、恒压下,改变起始时参加物质的物质的量,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,那么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.例3. I .恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反响：A (气)+B (气)(气)(1)假设开始时放入1 mol A和1 mol B ,到达平衡后,生成a mol C ,这时A的物质的量为mol .(2 )假设开始时放入3 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为mol ;(3)假设开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C ,到达平衡后, A和C的物质的量分别是y mol和3a mol ,那么x=mol , y=mol.平衡时, B的物质的量(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作出此判断的理由是.(4)假设在(3)的平衡混合物中再参加3 molC ,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是.II .假设维持温度不变,在一个与(I )反响前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反响(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进行比拟(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b(丁)不能比拟a和b的大小作出此判断的理由是.解析：(1)利用关于化学平衡计算的三步骤解题法可以算出答案(1 —a) mol；(2)适用上面等效平衡规律c,由于开始参加的物质的量之比相等都为3,两平衡等效且平衡时各物质的量均为原来的3倍,所以生成C的物质的量为3a;(3)平衡时C的物质的量为3a与第(2)题平衡时C的物质的量相等,属于绝对量相等的等效平衡,相当于开始参加了3molX和3molY,可计算出X=2mol, Y= (3—3a) mol.假设平衡时C的物质的量为3a大于C的起始物质的量1mol ,那么反响正向进行,平衡时B的物质的量n ( B) <2mol ;同理可知：3a=1,n ( B) =2mol;3a<1,n ( B) >2mol,所以选丁；(4)由于生成物只有C一种,因此在恒温、恒压下无论参加多少C,平衡时各物质的物质的量分数都不变,所以再次到达平衡后,C的物质的量分数是a/ (2 —a);(5)当改变条件,使成为恒温恒容时,由于该反响是一分子数目减少的反响,随着反响的进行,容器内的压强在减少,(5)相对于(1)而言,可以等效看成(1)到达平衡后,再将容器体积扩大,那么平衡向左移动,C的百分含量降低,故bva解题规律：此条件下,只要按化学计量数换算到同一半边后,各物质的量之比与原平衡相等,那么两平衡等效.练习题：1.在一定温度下,把2molSQ和1molO2通入某固定容积的密闭容器中,在催化剂存在下发生反响2SO (g) +O2 (g) — 2SO3 (g),当反响到达平衡时,反响混合物中SQ的体积分数为91%,现维持容器内温度不变,令a、b、c分别代表初始参加的SQ、Q、SQ的物质的量,假设到达平衡时,SO的体积分数仍为91%,那么a、b、c的值可以是以下各组中的()A.2、1、2B.0、0、1C.1、0.5、1D.1、0.5、22.在一定温度下,向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反响到达平衡时测得NH的物质的量为0.6mol.假设在该容器中开始时充入2.0 molN 2和6.0molH 2,那么平衡时NH3的物质的量为()A.假设为定容容器,n(NH3)=1.2molB.假设为定容容器,n(NH3)>1.2molC.假设为定压容器,n(NH3)=1.2molD.假设为定压容器,n(NH3)<1.2mol3.在等温、等容条件下,有以下气体反响2A (g) +2B (g)m=C ( g) +3D ( g)现分别从两条途径建立平衡：I.A、B的起始浓度均为2mol/L II.C 、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L,以下表达正确的选项是()A.I、II两途径最终到达平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.I、II两途径最终到达平衡时,体系内混合气体的百分组成不同C.到达平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D.到达平衡后,I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一4.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO和Q,在相同温发生反响：2SQ+Q『2SO3,并到达平衡.在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,假设甲容器中SO的转化率为p%那么乙容器中SO的转化率()A.等于p%B. 大于p%C. 小于p%D.无法判断5.某温度下,在一容积可变的容器中,反响2A(g)+B(g) 为g)到达平衡时,A、B和C的物质的量分别是4mol、2mol和4mol.保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是()A、均减半B 、均加倍C 、均增加1mol D 、均减少1mol6.将2molA和1molB充入一个密闭容器中,在一定条件下发生：2A (g) +B (g)一^ xC(g)到达平衡,测得C的物质的量分数为c%;假设开始充入容器中的是0.6molA ,0.3molB和1.4molC ,达平衡时C的物质的量分数仍为c%,那么x的值可能为()A、2 B 、3 C 、4 D 、57.在一个1L的密闭容器中,参加2molA和1molB ,发生下述反响：2A(g)+B(g)3c(g)+D(g)到达平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a%.维持容器的压强和温度不变,按以下配比作为起始物质,到达平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L (或C的体积分数仍是a%的是()A. 3mol C+1mol DB. 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC. 1mol A+0.5mol B+1.5mol C D . 4mol A+2mol B8.在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反响：3A(g)+2B(g)^=xC(g)+y D(g);到达平衡时,C的体积分数为m%假设维持温度压强不变,将0.6LA、0.4LB . 4LC. 0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,到达平衡时C的体积分数仍为m%那么X、Y的值分别为()A. x=3 y=1B . x=4y=1. C . x=5 y =1 D . x=10 y=29.在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,建立如下平衡：hb(g)+I 2(g) 2HI(g),测得HI的转化率为a%其他条件不变,在上述平衡体系中再充入1molHI,待平衡建立时HI的转化率为b%那么a、b的关系为()A. a>b B . a<b C . a=b D .无法确定10. 一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5 ,加热到200c发生如下反响：PCl5(g) ^=PCl3(g)+Cl 2(g),反响到达平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为M%.假设同一温度的同一容器中,最初投入 2 molPCl 5,反响达平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为N%那么M和N的关系是( )A. M>N B . M=N . C . M < N D ,无法确定11.甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器.两容器中均充入2mol SO、1mol Q,初始时两容器的温度体积相同.一段时间后反响到达平衡,为使两容器中的SQ在平衡混合物的物质的量分数相同,以下举措中可行的是()A.向甲容器中充入一定量的氨气B .向乙容器中充入一定量的SQ气体C.升高乙容器的温度D.增大甲容器的压强12.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反响：N2+3H2^=2NH.参加1mol N2和4mol H2时,到达平衡后生成a mol NH3 (见下表已知项).在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变.对以下编号①〜③的状态,填写表中空白.:\编号\起始状态物质的量n/mol平衡时NH的物质的量n/molN2NH140a① 1.560②r 10.5 a③m g(g>4m )13. (2006湖北联考)t C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),发生如下反响3A (G) +B (x) f ^xC(g) , 2min时反响到达平衡状态 (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.请填写以下空白：(1)从反响开始到平衡状态,生成C的平均反响速率为.(2) x= .(3)假设向原平衡混合物的容器中再充入a molC, 在t C时到达新的平衡,此时B的物质的量为n(B) =mol o(4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是(填字母).A.均减半B.均加倍C.均增加0. 4 molD.均减少0. 4 mol⑸如果上述反响在相同温度和容积的容器中进行,起始参加3 molA和3mol B,到达平衡时A的体积分数为a%其它条件不变时,按以下配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a% 的是(填字母).A . 2 molC B. 1molA、3molB 和4molC C . 1mol B 和4molC D. 6molA 和2molBB参考答案：1.C2.BC3.AD 4.B 5.C 6.B7.ABD 8.CD 9.C10. C11. AB12.① 1.5a.②原有N2和H2分另1J为0 和0.5mol.③x=2(g—4m)13.(1)0 . 2mol - L-1• min1(2)4(3)0 . 8+0. 2a(4)D(5)A、Dy= ( g —3m) a.。