等效平衡原理及规律.docx
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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：2S0+0 2S0S0、O、SO的物质的量分别为2 2 3 2 2 2① 2m ollmolOmol ②0mol0mol 2mol ③0.5mol0.25moll.5mol①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 加olA和ImolB发生反应2A(g)+B(g)二 3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为wmol/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 wmol/L 的是A. 4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD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 3molC+1molD 或以 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD 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+I (气)达平衡下列四种投料量均能达到2 2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/molH2I2HI120a①240②10.5a③mg(g$ 2m)解析：①题干 n(H)起始:n(I )起始：n(HI)平衡=l:2:a〈==〉2:4:2an(HI)平衡=2a22② 根据反应：2HI = H+I (气)，起始状态 ImolHI〈二二〉0.5molH2+0.5molI22 2根据题干n(H )起始:n(I )起始:n(HI)平衡=1:2:a22则 n(H)起始:n(I )起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a22则 H 和 I 原有物质的量应为 0 和 1-0.5=0.5mol22③ 设起始 HI 为 xmolxmolHI〈==〉0.5xmolH +0.5xmolIn（H ）起始=（m+0.5x）moln（I ）起始=（計0.5x）mol22又 n（H ）起始:n（I ）起始=（m+0.5x）:（g+0.5x）=l:2x=2（g-2m）22设 n（HI）平衡为 ymol，则 n（I ）起始:n（HI）平衡=2:a=（計0.5x）:yy=（g-m）a2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。
III . 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）+B（气）—C（气）（1）若开始时放入ImolA和ImolB，到达平衡后，生成amolC，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ImolC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x= mol， y= mol平衡时，B的物质的量 （甲）大于加ol （乙）等于加ol （丙）小于加ol （丁）可能大于、等于或小于加ol作出此判断的理由是 4） 若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，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ImolA和ImolB到达平衡后生成bmolC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lmol，则反应正 向进行，平衡时B的物质的量n （B）〈2mol；同理可知：3a=l,n （ B）=2mol ； 3a〈l,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，则两平衡等效。
训练题：1. 在一定温度下，把加olSO和ImolO通入某固定容积的密闭容器中，在催化剂存22在下发生反应2SO （g） +O（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3SO、O、SO的物质的量，若达到平衡时，SO3的体积分数仍为91%，则a、b、c的值 可以是下列各组中的（）A.2、 1、 2B.0、 0、 1 C.1、 0.5、 1D.1、 0.5、 22. 在一定温度下，向密闭容器中充入 1.0molN 和 3.0molH ，反应达到平衡时测得22NH的物质的量为0.6mol若在该容器中开始时充入2.0molN和6.0molH，则平3 2 2衡时 NH 的物质的量为（）3A.若为定容容器，n(NH)=l. 2molB.若为定容容器，n(NH)〉l. 2mol33C. 若为定压容器， n(NH ) =1. 2molD. 若为定压容器， n(NH)<1.2mol333. 在等温、等容条件下，有下列气体反应2A(g) +2B (g) 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/LII.C、D的起始浓度 分别为加ol/L和6mol/L,下列叙述正确的是()A. I、 II 两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、 II 两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途径的v(A)等于II途径的v(A)D. 达到平衡后， 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0，在相同温22发生反应：2SO恋SO，并达到平衡。
在这过程中，甲容器保持体积2 2 3不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO的转化率为p%，则乙容器中SO的转22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2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时，A、B 和C的物质的量分别是4mol、加ol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ImolD、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)— xC(g)达到平衡，测得C的物质的量分数为c%；若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%，则x 的值可能为() A、 2B、 3 C 、 4D、 57 .在一个1L的密闭容器中，加入2molA和ImolB，发生下述反应：2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)达到平衡时，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，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是I. 2mol/L (或C的体积分数仍是a%)的是()A．3molC+1molDB．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C．1molA+0.5molB+1.5molCD．4molA+2molB8. 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，达到平衡时 C 的 体积分数仍为m%，则X、Y的值分别为()A. x=3y=1B. x=4y=1C. x=5y=1D. x=10y=29. 在一个容积固定的密闭容器中充入ImolHI,建立如下平衡:H (g)+I (g)=2HI(g),2 2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ImolHI，待平衡建 立时HI的转化率为b%,则a、b的关系为()A. a>bB. a〈bC. a=bD.无法确定10 . 一个真空密闭恒容容器中盛有lmolPCl，加热到200°C发生如下反应：5PCl (g) =PCl (g)+Cl (g)，反应达到平衡时，混合气体中PCl，所占体积分数为M%，5 3 2 5若同一温度的同一容器中，最初投入2molPCl，反应达平衡时，混合气体中PCl，所55占体积分数为N%则M和N的关系是()A. M〉NB. M=NC. M
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