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：2SQ+ O2 WSO 3 SQ、Q、SQ的物质的量分别为2mol 1mol Omol 0mol 0mol 2mol 从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于、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 、折算为），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 BB. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D反应1) 2A(g)+B(g)=3C(g)+ D(g)(反应2）003mol1mol反应3)2A(g)+B(g)= 3C(g) +D(g)(反应4）00或以1mol A+ mol B+ C+ mol D作为起始物质均可形成与反BDD. 3 mol C+1 mol DC. 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 002A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)( 1mol 00所以，以 3 mol C+1 mol D 应(1)等效的平衡。答案： 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、一 H+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/molI 2HI120a24010.5amg(g 2m)解析：题干n(H2)起始:n(I 2)起始:n(HI)平衡=1:2:a2:4:2a n(HI)平衡=2a 根据反应：2HI 、亠H2+I2 (气)，起始状态1mol Hl+根据题干n(H2)起始:n(l 2)起始：n(HI)平衡=1:2:a则 n(H 2)起始:n(l 2)起始:n(HI)平衡=:1:0.5a则H2和12原有物质的量应为0和= 设起始 HI 为 x mol x mol HI molH2+ moll 2n(H2)起始=(m+ mol n(l2)起始=(g+ mol又 n(H2)起始:n(l 2)起始=(m+: (g+=1:2x=2(g-2m)设 n(HI)平衡为 ymol，则 n(l 2)起始:n(HI) 平衡=2:a= (g+:y y=(g-m)a解题规律：此条件下，只要换算到同一半边时，反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等，则两平衡等效。Ill .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。例3.1.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A (气)+E(气) W C (气)(1) 若开始时放入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) 若开始时放入 3 mol A和3 mol B,到达平衡后，生成C的物质的量为 mol ;(3) 若开始时放入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，贝U 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) 若在(3)的平衡混合物中再加入3 molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是。II .若维持温度不变，在一个与(I)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(甲)ab (丙)a=b (丁)不能比较 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,由于开始加入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，相当于开始加入了 3molX和3molY，可计算出 X=2mol, Y= (3 3a) mol。 若平衡时 C的物质的量为 3a大于C的起始物质的量1mol，则反应正向进行，平衡时 B的物质的量 n ( B) 2mol ;同理可知：3a=1,n ( B) =2mol;3a2mol，所以选丁；(4) 由于生成物只有 C一种，因此在恒温、恒压下无论加入多少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，由于该反应是一分子数目减少的反应，随着反应的进行，容器内的压强在减少，(5)相对于(1)而言，可以等效看成(1)达到平衡后，再将容器体积扩大，则平衡向左移动，C的百分含量降低，故bv a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，则两平衡等效。训练题：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应 2SO (g) +02( g 2SO3( g)，当反应达到平衡时，反应混合物 中SO的体积分数为91%,现维持容器内温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SQ、C2、SQ的物质的量，若达到平衡时，SO的体积分数仍为 91%,则a、b、c的值可以是下列各组中的()、1、2、0、1C.1、1、22. 在一定温度下，向密闭容器中充入和，反应达到平衡时测得NH3的物质的量为。若在该容器中开始时充入molN2和，则平衡时NH的物质的量为()A.若为定容容器，n(NH3)= B.若为定容容器，n(NHs)C.若为定压容器，n(NH3)= D.若为定压容器，n(NHs)bB. aNB. M=NC . M N D.无法确定11.已知甲为恒温恒压容器，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。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的SQ在平衡混合物的物质的量分数相同，下列措施中可