化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路
化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路等效平衡的概念
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。
等效平衡的类型
各种不同类型的等效平衡的解题思路
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，加入2molA和1molB，发生反应2A（g）＋B（g）2C（g），达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，
A．4 molA+2 molB B．2 molA+1 molB+2 molC
C．2 molC+1 molB D．2 molC E．1 molA+0.5 molB+1 molC
①达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（DE）
②A项平衡时，c（C）与2K mol/L的关系？
分析：→
扩大一倍若平衡不动，则[C]＝2K mol/L，
现右移∴>2K mol/L
③ 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 ＝B>C>D ＝E
④ 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，则c ＝__2___。
Ⅱ．若a ＝0.5，b ＝0，则b=__0.25__，c ＝__1.5__。
Ⅲ．a 、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→a molA+b molB+（c molA+c/2 molB ）
例2．可逆反应2A （g ）＋3B （g ） x C （g ）＋4D （g ）。若按下列两种配比：①
0.8molA 、1.2molB 、1.2molC 、2.4molD ；②a molA 、b molB 、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 的百分含量相同，则a ＝_1.4_，b ＝_2.1_，方程式中C 的计量数为_2_。
解析：
2A （g ） ＋ 3B （g ） ＝ x C （g ） ＋ 4D （g ）
0.8 1.2 1.2 2.4
等价转化 （2
x ×0.8+1.2） （2×0.8+2.4） 以A 计：a mol b molB 0.6molC 1.2mol
等价转化 （
2x ×a +0.6） （2×a +1.2） ∴
2x ×0.8+1.2＝2x ×a +0.6 2×0.8+2.4＝2×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 ）
0.8 1.2 1.2 2.4
等价转化 2 4
1.4
2.1 0.6 1.2
等价转化 2 4
另：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：H 2（g ）＋Br 2
（g ）2HBr （g ），已知加入1molH 2和2molBr 2时，达到平衡后生成a molHBr （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： 编号
起始状态mol
平衡时HBr 物质的量mol H 2 Br 2
HBr 已知 1
2 0 a 1
2 4 0 2a 2
0 0.5 1 0.5a 3 m n （n ≥2m ） 2n －4m （n －m ）a
解析：放大缩小模型，可知对H 2（g ）＋Br 2（g ）→2HBr （g ），1molH 2＋2molBr 2与k molH 2
＋2k molBr 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ka molHBr H 2（g ）＋Br 2（g ）→2HBr （g ） 1 2 a
k 2k ka
① 即k ＝2，∴HBr ：2a mol
② 即k ＝0.5，需0.5molH 2＋1molBr 2 等价转化∽ 0.5a molHBr ――应达到
而1molHBr ∽ 0.5molH 2＋0.5molBr 2 起始等效
∴0.5molH 2＋1molBr 2 ∽ 0 molH 2＋0.5molBr 2＋1molHBr （比较得出）
③ 设最初m molH 2＋n molBr 2＋x molHBr
而x molHBr ∽ 21x molH 2＋2
1x molBr 2 ∴m molH 2＋n molBr 2＋x molHBr ∽ （m ＋
21x ）molH 2＋（n ＋21x ）molBr 2 且（m ＋21x ）∶（n ＋21x ）＝1∶2平衡时生成（m ＋2
1x ）a mol HBr
解得x ＝2（n －2m ）
∴x 代入（m ＋2
1x ）a （即现在的k ）＝（n －m ）a 例4．向体积不变的密闭容器中充入2 mol N 2和6 mol H 2，一定条件下发生反应：
N 2（气）+ 3 H 2（气） 2 NH 3（气），平衡时混合气共7 mol ．令a 、b 、c 分别代表N 2、H 2、NH 3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．则： ①．若a ＝0，b ＝0，则c ＝ 4 。
②．若a ＝0.7，b ＝2.1，则：
I ．c ＝ 2.6 。
Ⅱ．这时反应向 逆反应 进行。
Ⅲ．若要维持反应开始向该反应方向进行，c 的范围是 1＜c ≤4 。
③．欲使起始反应维持向与②相反的方向进行，则b 的范围是 4.5＜b ≤6 。
分析：②：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。
I ． N 2（气）+ 3 H 2（气） 2 NH 3（气）
起始 2 6 0
条件 0.7 2.1 c
≡ 0.7＋2
c ＝2， ∴c ＝2.6 Ⅱ．题设条件平衡时共7 mol 气体，而②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。
Ⅲ．从三个极限起始量考虑，即N 2转化率等于0时，2 mol N 2、6 mol H 2、NH 3＝0；
N 2转化率等于100％时，N 2＝0、H 2＝0、NH 3＝4 mol ；现求平衡时各成分的物质的量
N 2（气）+ 3 H 2（气） 2 NH 3（气）
2 6 0
x 3x 2x
2－x 6－3x 2x
依题意：（2－x ）+（6－3x ）+ 2x = 7，x = 0.5
所以平衡时，N 2＝1.5 mol 、H 2＝4.5 mol 、NH 3＝1 mol
将三个极限起始量加以分析对比：
N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气）
2 6 0 （N2转化率为0时起始量）
1.5 4.5 1 （平衡量为起始量）
0 0 4 （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，NH3的起始范围是1＜c≤4
③同理，为了维持反应开始向正反应进行，H2的起始范围是4.5＜b≤6。
例5．在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，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、C均为4mol，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的正中位置，请填写以下空白：
A(g)+B(g)2C(g) D(g)+2E(g)2F(g)
①若x＝4.5，则右侧反应在起始时间向正反应（填正反应或逆反应）方向进行，欲使起始反应维持向该反应方向进行，则x的最大取值应小于7 mol。
解析：等效平衡的前提：温度一定，现变温，所以由题意，等效是体现在左、右量相等上。
左边△V＝0，n（总）＝12 mol
右边：n′（总）＝12 mol 时，隔板在中央。
D（g）+ 2E（g）2F（g）
6.5 x＝4.5 2.0
n′（总）＝6.5＋4.5＋2.0＝13 mol > 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 mol
D（g）+ 2E（g）2F（g）
6.5 x 2.0
6.5－a x－2a 2.0＋2a
∴（6.5－a）+（x－2a）+（2.0＋2a）=12 mol
x－2a > 0
得x < 7
②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？其理由是什么？
解析：因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。
巩固练习：
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），达到平衡时C的浓度为w mol·L－1，若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比方案作为反应物，达平衡后，使C的浓度仍为w mol·L－1的配比是（）
A．4 mol A+2 mol B B．3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol B
C．3mol C+1 mol D+1 mol B D．3 mol C+1 mol D
2．在一个固定容积的密闭容器中充入2molNO2，一定温度下建立如下平衡：
2NO2N2O4，此时平衡混合气中NO2的体积分数为x%，若再充入1mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的体积分数为y%，则x和y的大小关系正确的是（）
A．x>y B.x 3．在气相条件下（T=500 K），有相同体积的甲、乙两容器，甲容器充人1 g SO2、l g O2，乙容器充人2 g SO2、2g O2则下列叙述中正确的是（） A．化学反应速率：乙>甲B．平衡后SO2的浓度：乙>甲 C．SO2转化率：乙<甲D．平衡后O2的体积分数：乙>甲 4．某温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应A（g）十2B（g）＝2Q（g）平衡时，各物质的浓度比为c（A）：c（B）：c（Q）＝1：1：2，保持温度不变，以1：1：2的体积比再充人A、B、Q，则下列叙述正确的是 A．刚充入时反应速率v（正）减小，v（逆）增大 B．达到新的平衡时，反应混合物中A、B的体积分数增加 C．达到新的平衡时c（A）：c（B）：c（Q）仍为1：1：2 D．达到新的平衡过程中，体系压强先增大，后逐渐减小 5、在一个真空固定体积的密闭容器内，充入10molN2和30molH2，发生合成氨反应：N2＋3H22NH3，在一定温度下达到平衡，H2的转化率为25%。若在同一容器中充入NH3，欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量和达到平衡时NH3的转化率是（） A．15mol 25% B．20mol 50% C．20mol 75% D．40mol 80% 6．在恒温、恒容的条件下，有反应2A（气）+2B（气）C（气）+3D（气），现从两条途径分别建立平衡。途径I：A、B的起始浓度均为2mol·L－1；途径II：C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L；则以下下叙述正确的是： A．两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成相同 B．两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成不同 C．达平衡时，途径I的反应速率v（A）等于途径II的反应速率v（A） D．达平衡时，途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的 2 1 7．在一密闭容器中进行2SO2+O2 2SO3三氧化硫的反应，己知反应过程中某一时刻 的数据是：SO 2、O 2 、SO 3 的浓度分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当达到平衡时 可能数据是 A．SO 20.4mol/L B．SO 2 0.25mol/L C．SO 2SO 3 均为0.15mol/L D．SO 3 0.4mol/L 8．在密闭容器中，a A（气）b B（气）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，下列说法正确的是： A．平衡向正反应方向移动了；B．物质A的转化率减少了； C．物质B的质量分数增加了；D．a>b； 9．在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：2A（气）+B（气）x C（气），到平衡后，C的体积分数为W%：若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol，C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则比值为： A．只能为2 B．只能为3 C．可能是2，也可能是3 D．无法确定 10．某温度下1 L密闭容器中加1 mol N 2和3 mol H2，使反应N2+3H22NH3达到平衡，测得平衡混合气体中N2、H2、NH3物质的量分别为m mol、n mol、g mol。如温度不变，只改变初始加入的物质的量，而要求m、n、g的值维持不变，则N2、H2、NH3加入的物质的量用x、y、z表示时，应满足条件： （1）若x=0，y=0，则z= 。 （2）若x=0．75 mol，则y= ，z= 。 （3）x、y、z应满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个含x和y，另一个只含y和z）。 11．I．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（g）+B（g）C （g） （1）若开始时放入1mol 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3mol 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，2mol B和1mol c，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x= mol，y = mol。 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、等于或小于2mol 作出此判断的理由是。 （4）若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，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（1）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1mol A和1molB到达平衡后生成b mol C。将b与（1）小题中的a 进行比较。 甲、a 作出此判断的理由是。 12．将1molCO和1molH2O（g）充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡： CO+H2O（g）CO2+H2，此时有2/3的CO转化为CO2。 （1）该平衡混合物中CO2的体积分数为 （2）若在相同条件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，则达到平衡时与（1）中平衡相比较，平衡应向（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）移动，此时平衡混合物中CO2的体积分数可能是下列各值中的（填编号） A．22.2% B．27.55% C．33.3% D．36.8% （3）结合（2）中计算结果分析若平衡向正方向移动时，则下列说法中正确的是（填序号） ①生成物的产量一定增加；②生成物的体积分数一定增加；③反应物的转化率一定增大；④反应物的浓度一定降低；⑤正反应速率一定大于逆反应速率；⑥一定使用了催化剂 13．在一定温度下，向一个容积不变的容器中，加入3molSO2和2molO2及固体催化剂，使之反应。2SO2（g）+ O2（g）2SO3 （g）；△H=－196.6kJ/mol。平衡时容器内气体压强为起始时的90%。此时 I、加入3molSO2和2molO2发生反应，达到平衡时，放出的热量为。 Ⅱ、保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为a molSO2、b molO2、c molSO3（g），欲使平衡时SO3的体积分数为2/9 ， ①达到平衡时，I与Ⅱ放出的热量（填序号）。 A、一定相等 B、前者一定小 C、前者大于或等于后者 ②a、b、c必须满足的关系是（一个用a、c表示，另一个用b、c表示）、 。 ③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，a的取值范围是：。 14．将2molH2O（g）和1molBr2（g）置于1L的密闭容器中，在一定条件下加热至较高温度，发生如下可逆反应（忽略其它反应）：2H 2O（g）2H2（g）+ O2（g）；H2（g）+Br 2（g）2HBr（g） （1）当上述系统达到平衡后，测得c（H2O）平=0．6 mol·L－1，c（Br2）平=0．6 mol·L －1，则平衡时c（H2） －1 平= mol·L （2）若平衡时c（H2）平=a mol·L－1，c（HBr）平=b mol·L－1，则平衡时混合气体的密度是相同条件下H2密度的倍。 （3）当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是和，或和（填化学式）。 15．在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N2+3H22NH3。已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成a molNH3。有恒温恒压下欲保持平衡时各组分的体积分数不变。填表（恒温恒压） 16．已知T°、pkp a时，在容积为vL的密闭容器内充有1molA和1molB。保持恒温、恒压反应A（g）+B（g）C（g）达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题。 （1）欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入2molA 2molB，则反应达到平衡时，容器的容积为，C的体积分数为。 （2）若另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，使1molA和1molB反应达到平衡状态时，C的体积分数仍为40%，则该密闭容器的容积为。 17．一个容积固定的反应容器中，有一可以左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如下图所示的可逆反应： 各物质的起始加入量如下：A、B、C 均为4.0 mol，D为 6.5 mol，F为 2 mol，设E 为x mol，当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度时两侧反应都达到平衡，且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写下列空白： （1）当x = 4.5时，则右侧反应起始时向________ （填“正反应”或“逆反应”），要使起始反应维持向该方向进行，x的最大值应小于_______________。 （2）若x分别为 4.5 和5.0，则在这两种情况下，当反应达到平衡时，A的物质的量____（填写相等、不相等或不能确定），请解释理由___________________。 （3）x = 3.0时，右侧反应在起始时向___________ （填“正反应”或“逆反应”），要使起始反应维持向该方向进行，x的最小值应大于_______________。 （4）x = 4.5时，左右两侧反应体系达到平衡后，向左侧反应器中充入a mol A气体，当左右两侧再次达到平衡状态时，求a的取值范围。 （5）当x变动时，D的最大转化率为多少。 （6）当x变动时，则起始时D和E的物质的量的比值的取值范围为多少。 （7）当x = 4.5时，且左右两侧反应体系均达到平衡状态后，向右侧反应器中充入a mol 的Ar气，则求a的最大取值。 参考答案： 1．D 2．A 3．AB 4．D 5．C 6．AD 7．B 8．AC 9．C 10．（1）2 （2）2.25 0.5 （3）y=3x2y+3z = 6 11．（1）1－a（2）3a（3）2 3（1－a）丁（4）a/（2－a）（5）乙 12．（1）33.3% （2）正反应，B （3）①⑤ 解析：（2）中的投料相当于投入了CO1mol，H2O1mol，增大了H2O的浓度，平衡向正方向移动，所以CO的转化率增大。解题时可运用极限思维的方法：若CO仍只有2/3转化，计算可得平衡混合物中CO2的体积分数为22.2%；若CO全部转化，计算可得CO2的体积分数为33.3%。因此实际情况应介于二者之间。故选B。 13．I、98.3kJ （2分） Ⅱ、①C （1分） ②a +c=3，2b+c=4（每式1分，共2分） ③2＜a≤3（2分） 14．（1）1.0 （2）196/（6+a+0.5b）H2O O2 Br2 HBr 15．（1）1.5a （2）0 0.5 （3）2（g－4m）a（g－3m） 16．（1）10/7VL 40% （2）5/7VL 17．（1）正反应7.0 （2）不相等因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。 （3）逆反应 2.5 （4）0－2 （7）1.25 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： 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，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)＋B(g) 2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，A．4 molA+2 molB B．2 molA+1 molB+2 molC C．2 molC+1 molB D．2 molC E．1 molA+0.5 molB+1 molC ①达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（DE ） ②A项平衡时，c(C)与2K mol/L的关系？ 分析：→ 扩大一倍若平衡不动，则[C]＝2K mol/L，现右移∴>2K mol/L ③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＝B>C>D＝E ④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，则c＝__2___。 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 化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路等效平衡的概念 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。 等效平衡的类型 各种不同类型的等效平衡的解题思路 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，加入2molA和1molB，发生反应2A（g）＋B（g）2C（g），达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质， A．4 molA+2 molB B．2 molA+1 molB+2 molC C．2 molC+1 molB D．2 molC E．1 molA+0.5 molB+1 molC ①达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（DE） ②A项平衡时，c（C）与2K mol/L的关系？ 分析：→ 扩大一倍若平衡不动，则[C]＝2K mol/L， 现右移∴>2K mol/L 高考化学复习 化学平衡常数及其计算 1．随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO 2(g)＋N 2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K 时平 衡常数为1×1059 。下列说法正确的是( ) A ．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂 B ．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C ．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO 或CO D ．570 K 时，及时抽走CO 2、N 2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳 解析：提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂，加快反应速率，A 正确，B 错误；题中反应为可逆反应，装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO 或CO ，C 错误；改变浓度对平衡常数无影响，平衡常数只与温度有关，D 错误。 答案：A 2．在淀粉-KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I － (aq)I － 3(aq)。测得不同温度下 该反应的平衡常数K 如表所示。下列说法正确的是( ) t /℃ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 A.反应I 2(aq)＋I － (aq) I － 3(aq)的ΔH >0 B ．其他条件不变，升高温度，溶液中c (I － 3)减小 C ．该反应的平衡常数表达式为K ＝c （I 2）·c （I －）c （I －3） D ．25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡常数K 小于689 解析：A 项，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH <0，错误；B 项， 温度升高，平衡逆向移动，c (I －3 )减小，正确；C 项，K ＝c （I －3） c （I 2）· c （I －） ，错误；D 项， 平衡常数仅与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。 答案：B 3．(2019·深圳质检)对反应：a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g) ΔH ，反应特点 与对应的图象的说法不正确的是( ) 全方位总结化学等效平衡解题技巧 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，任何相同组分的百分含量（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反应容器经过扩大一缩小或缩小一扩大的过程，）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 M 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，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2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应， 2SO2 * O2==2SO3，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时加入的S02、02、SO3的物质的 量（mol）,如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空： （1）_____________________________ 若a=0, b=0,贝卩c= 。 （2）__________________________ 若a=0.5，贝H b= , c= 。 （3）a、b、c的取值必须满足的一般条件是_____________ ,___________ 。（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c,另一个只含b和c） 解析：通过化学方程式：2SO2 92=2S03可以看出，这是一个化学反应前后气体 分子数不等的可逆反应，在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。起始时，无论怎样改变SO?、。2、SO3的物质的量，使化学反应从正反应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，但它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的，即它们之间存在等 效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。 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， 高考化学知识点：化学平衡常数 高考化学知识点：化学平衡常数 1、化学平衡常数 (1)化学平衡常数的化学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义 平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系 反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度 生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度 其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。 (2)反应的转化率()：= 100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论： 恒温、恒容时：恒温、恒压时：n1/n2=V1/V2 (4)计算模式 浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) 起始 m n O O 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx (A)=(ax/m)100% (C)= 100% (3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。说明： ①反应起始时，反应物和生成物可能同时存在; ②由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学 计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。 ③起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。 化学平衡常数知识点总结分享到这里，更多内容请关注高考化学知识点栏目。 高中化学等效平衡问题的解题技巧 等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算问题，即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断，或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。这种方法往往用在相似平衡的计算中 关于概念的理解： (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。 等效平衡的条件和判断： (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半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，对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的之比与原平衡相同，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 不同条件下的等效平衡问题： 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半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 如：按下列三条途径，在恒温、恒容下建立的平衡等效3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) Ⅰ3mol1mol0 Ⅱ002mol Ⅲabc Ⅲ中，应满足：b+c/2=1,a+3c/2=3。 例1.一可逆反应：2A(g)+3B(g)=xC(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 化学平衡之等效平和转化率 一、等效平衡 1.含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。 2．分析方法 按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为方程式同一半边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等，还是等比，来判断化学平衡是否等效。 3.分类及判断方法 (1)恒温恒容条件下的体积可变反应 判断方法：极值等量即等效 实例： 例如，一定条件下的可逆反应： 2SO ＋O22SO3 ① 2 mol 1 mol0 ②00 2 mol ③0.5 mol0.25 mol 1.5 mol ④a mol b mol c mol ④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，c/2＋b＝1，即与上述平衡等效。 各物质的物质的量、浓度、体积分数完全相同 恒温条件下体积不变的反应 判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 实例 例如：H (g)＋I2(g) 2HI(g) ① 1 mol 1 mol0 mol ② 2 mol 2 mol 1 mol ③a mol b mol c mol ③中满足a:b=1:1 ，c>=0即可 各物质的物质的量、浓度成比例；体积分数完全相同 (2)恒温恒压条件下的体积可变反应 判断方法：极值等比即等效 实例 例如：2SO ＋O2 2SO3 ① 2 mol 3 mol0 mol ② 1 mol 3.5 mol 2 mol ③a mol b mol c mol ③中满足(a+c):(b+c/2)=2:3即可 各物质的物质的量成比例；浓度，体积分数完全相同 2020届高三化学考前复习——速率常数与化学平衡常数综 合分析（有答案和详细解答） 1．T 1温度时在容积为2 L 的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O 2(g) 2NO 2(g) ΔH <0。 实验测得：v 正＝v (NO)消耗＝2v (O 2)消耗＝k 正c 2(NO)·c (O 2)，v 逆＝v (NO 2) 消耗＝k 逆c 2(NO 2)，k 正、k 逆为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中n (NO)、n (O 2)如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n (NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n (O 2)/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 (1)T 1温度时，k 正 k 逆 ＝______________。 (2)若将容器的温度改变为T 2时，其k 正＝k 逆，则T 2_______(填“>”“<”或“＝”)T 1。 答案 (1)160 (2)> 解析 (1)根据v 正＝v (NO)消耗＝2v (O 2)消耗＝k 正c 2(NO)·c (O 2)，得出k 正＝v (NO )消耗 c 2(NO )·c (O 2)，根据 v 逆＝v (NO 2)消耗＝k 逆 ·c 2(NO 2)，得出k 逆＝v (NO 2)消耗c 2 (NO 2)，因为v (NO)消耗＝v (NO 2)消耗，所以k 正 k 逆 ＝c 2(NO 2) c 2(NO )·c (O 2)＝K ，表格中初始物质的量：n (NO)＝1 mol ，n (O 2)＝0.6 mol ，体积为2 L ，则列 出三段式如下： 2NO(g)＋O 2(g) 2NO 2(g) 始/mol·L －1 0.5 0.3 0 转/mol·L －1 0.4 0.2 0.4 平/mol·L －1 0.1 0.1 0.4 K ＝c 2(NO 2)c 2(NO )·c (O 2)＝0.42 0.12×0.1＝160。 (2)若将容器的温度改变为T 2时，其k 正＝k 逆，则 K ＝1＜160，因反应：2NO(g)＋ O 2(g) 2NO 2(g) ΔH ＜0，K 值减小，则对应的温度增大，即T 2＞T 1。 2．顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化： 化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路 (一) [等效平衡的概念] 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。 [等效平衡的类型] 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)≠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 [各种不同类型的等效平衡的解题思路] 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 等效平衡的三种情况 一．等效平衡的三种情况 1．恒温恒容—(△n(g)≠0) 投料换算成相同物质表示时量相同 典例1．在恒温恒容的密闭容器，发生反应：3A(g)＋B(g)x C(g)。Ⅰ.将3mol A 和2 mol B在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；Ⅱ.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是（）A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1mol，则B的转化率将一定增大 B．若向Ⅰ平衡体系中再加入3mol A和2mol B，C的体积分数若大于a，可断定x>4 C．若x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n(B)>n(A)＋3 D．若Ⅱ体系起始物质的量满足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，则可判断x＝4 2．恒温恒容— (△n(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例 典例2．某温度时，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中，分别加入①2mol HI；②3mol HI；③1mol H2与1mol I2，分别达到平衡时，以下关系正确的是（） A．平衡时，各容器的压强：②＝①＝③ B．平衡时，I2的浓度：②＞①＞③ C．平衡时，I2的体积分数：②＝①＝③ D．从反应开始到达平衡的时间：①＞②＝③ 3．恒温恒压—投料换算成相同物质表示时等比例 典例3．已知：T℃时，2H(g)＋Y(g)2I(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。T℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4mol H和2mol Y，反应达到平衡后，放出354 kJ的热量。若在上面的平衡体系中，再加入1mol I气体，T℃时达到新的平衡，此时气体H的物质的量为( ) A．0.8mol B．0.6mol C．0.5mol D．0.2mol 二．对点增分集训 1．在恒温恒压的密闭容器中投入2molSO2和1molO2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 1、定义：在相同条件下（定温定容或定温定压），对同一可逆反应，由于起始有关物质的 量“相当”，无论从正反应开始还是从逆反应开始，均可达到平衡，且任何组分的含量（通常为百分含量）相同，这样的平衡互称为等效平衡。 2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件 规律一: 恒温恒容 ．．．．条件下,对于任何 ．．．．,如果 ．．(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应 起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同（也可叫全等平衡）。 如: mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始①mmol nmol 0 0 起始②0 0 pmol qmol 上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同①相同, 因此两种情况可达到等效平衡，平衡时，同种组分（如A）的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。 例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g) 反应达到平衡时，测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变，按下列四种配比做起始浓度，达平衡后，C的浓度仍维持wmol/L的是（） A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD 例2、在固定体积的密闭容器中，加入2molA,1molB,发生反应：A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时，C的质量分数为ω%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为ω%的是（） A.2molC B.3molC C.4molA,2molB D.1mola,2molC 例3、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定浓度，进行以下反应：4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB时，反应进行到一定程度时，反应混合物就处于平衡状态，现在该容器中，保持温度不变，令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量，如果a,b,c,d取不同的数值，它们必须满足一定关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中几种物质的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，请填写下列空白： （1）若a=0,b=0, 则c= ,d= . （2）若a=1,则b= ,c= ,d= （3）a,b,c,d取值必须满足的一般条件是（请用方程式表示，其中一个只含a和c,另一个只含b和c）: , . 规律二:恒温恒压 ．．(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应 ．．．．,如果．．．．条件下,对于任何 起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效，平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同，但物质的量不同。 如: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 起始①mmol nmol 0 0 化学平衡练习题 【例 1 】将 3 mol A 和 1 mol B 混合于一体积可变的密闭容器P 中，以此时的温度、压强和体 积作为起始条件，发生了如下反应：3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g) 达到平衡时 C 的浓度为 wmol · L -1 。回答⑴～⑸小题： (1) 保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P 中，平衡后 C 的浓度仍为 -1 wmol · L 的是 () (A)6 mol A+2 mol B (B)3 mol A+1 mol B 十 2 mol C ， (C)2 mol C+1 mol B+1 mol D (D)1 mol C+2mol D (2) 保持原起始温度和体积不变，要使平衡后 C 的浓度仍为wmol · L -1 ，应按下列哪种 配比向容器 Q 中充入有关物质( ) (A)3 mol A+1 mol B (B)4 mol C 十 2 mol D (C)1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol D (D) 以上均不能满足条件， (3)保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A 和 1 mol B 配比在容器 Q 中发生反应， 则平衡时 C 的浓度和w rml · L-1 的关系是 () (A) ＞ w (B) ＜ w (C)= w (D) 不能确定 (4) 将 2 mol C 和 2 mol D 按起始温度和压强充入容器Q 中，保持温度和体积不变，平 衡时 C 的浓度为 V mol ·L -1 ， V 与 w 和叫的关系是 ( ) (A) V ＞ w (B) V ＜w (C) V= w (D) 无法比较 (5) 维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器Q 可使平衡时 C 的浓度为 -1 ) V mol · L ( (A)1 mol C+0.5 m01 D．(B)3 mol A+2 mol B (C)3 mol A+1 mol B+1 mol D(D) 以上均不能满足条件 解析⑴（ A ）⑵ (D) ．⑶ (B) ．⑷ (B) ．⑸ (C) ． 化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路 [等效平衡的概念] 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。[等效平衡的类型] 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： [各种不同类型的等效平衡的解题思路] 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，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)＋B(g) 2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质， A．4 molA+2 molB B．2 molA+1 molB+2 molC C．2 molC+1 molB D．2 molC E．1 molA+ molB+1 molC ①达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（ DE ） ② A项平衡时，c(C)与2K mol/L的关系 分析：→ 扩大一倍若平衡不动，则[C]＝2K mol/L，现右移∴>2K mol/L ③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＝B>C>D＝E ④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，则c＝__2___。 Ⅱ若a＝，b＝0，则，c＝。 Ⅲa、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____。 2019年高中化学一轮复习有关化学平衡常数的计算 实基础知识 1．一个模式——“三段式” 如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L －1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g) c始/mol·L－1a b0 0 c转/mol·L－1mx nx px qx c平/mol·L－1a－mx b－nx px qx K＝(px)p·(qx)q (a－mx)m·(b－nx)n 。 2．明确三个量的关系 (1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3．掌握四个公式 (1)反应物的转化率＝n (转化)n (起始)×100%＝c (转化)c (起始) ×100%。 (2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝实际产量理论产量 ×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量＝平衡量平衡时各物质的总量 ×100%。 (4)某组分的体积分数＝某组分的物质的量混合气体总的物质的量 ×100%。 深度思考 将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH 4I(s) NH 3(g)＋HI(g)，②2HI(g)H 2(g)＋I 2(g)。达到平衡时：c (H 2)＝0.5 mol·L －1，c (HI)＝4 mol·L －1，则此温度下反应①的平衡常数为___________________________________________________________。 答案 20 型题目组 高中化学专题—等效平衡详解 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， （体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量 ．．．． 称等效平衡（包括“全等等效和相似等效”）。 （体积分数、物质的量分数等）一定相同 理解：（1）只要是等效平衡，平衡时同一物质的百分含量 ．．．． （2）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容，②恒温、恒压。 （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，）比较时都运用“一边倒”倒回到起 ．．．．．．．．． 始的状态 ．．．．进行比较。 二、分类 （一）全等等效和相似等效 1、全等等效：一边倒后要和标准状态数值完全相同才能等效，达到平衡后，w%（百分含量，如质量分数、体积分数、物质的量分数等）、n（物质的量）、m（质量）、V（体积）等量完全相同。 2、相似等效：一边倒后和标准状态数值成比例就可以等效，达到平衡后，w%一定相同，但n、m、V等量不一定相同但一定成比例。 （二）具体分析方法 针对反应mA（g）+n B（g）pC（g）+ qD（g）， 1、若m + n ＝p + q，则无论恒温恒容还是恒温恒压，都满足相似等效。 例：对于反应H 2（g）+ I2（g）2HI（g），在某温度下，向某一密闭容器中加入1molH2和1molI2，平衡时HI的浓度为a，HI的物质的量为b，则 （1）若保持恒温恒容，开始时投入_______molHI，与上述情况等效 （2）若保持恒温恒压，开始时投入_______molHI，与上述情况等效 （3）若保持恒温恒容，开始时投入0.5molH2，还需要加入_______mol I2和_______molHI，与上述情况等效（4）若保持恒温恒压，开始时投入4molHI，则平衡时，HI的浓度为_______，物质的量为_______ 2、若m + n ≠p + q， （1）若恒温恒容，则满足全等等效；（2）若恒温恒压，则满足相似等效。 例：对于反应H 2（g）+ 3N2（g）2NH3（g），在某温度下，向某一密闭容器中加入1molH2和3molN2，平衡时NH3的浓度为a，NH3的物质的量为b，则 （1）若保持恒温恒容，开始时投入_______mol NH3，与上述情况等效，平衡时NH3的浓度为_______，NH3的物质的量为_______； 若保持恒温恒容，开始时投入0.5molH2，还需要加入_______mol N2和_______mol NH3与上述情况等效，平衡时NH3的浓度为_______，NH3的物质的量为_______； 若保持恒温恒容，为了达到与上述情况等效，NH3的物质的量的取值范围为_________________，平衡时NH3的浓度为_______，NH3的物质的量为_______ （2）若保持恒温恒压，开始时投入_______mol NH3，与上述情况等效； 若保持恒温恒容，开始时投入0.5molH2，还需要加入_______mol N2和_______mol NH3与上述情况等效； 化学平衡中的常见解题方法及思路 有关化学平衡的知识，是高考考查的重点知识之一，掌握常见的平衡解题的一些方法及思路，将对解题起着事半功倍的效果。最常见的几种解题方法和思路有如下几种： 一、“开、转、平”法 写出可逆反应到达平衡的过程中，各物质的开始、转化，平衡时的物质的量，然后据条件列方程即可。 例1（1999，全国）X 、Y 、Z 为三种气体，把amolX 和bmolY 充入一密闭容器中，发生反应X+2Y 2Z ，达到平衡时，若它们的物质的量满足n x +n y =n z ，则 Y 的转化率为 A 、%1005 ?+b a B 、%1005)(2?+b b a C 、%1005)(2?+b a D 、%1005?+a b a 解析：设在反应过程中，X 转化了kmol ， 则 X + 2Y 2Z 开：amol bmol 0 转：kmol 2kmol 2kmol 平：（a －k ）mol （b －2k ）mol 2kmol 据条件列出方程：a －k+b －2k=2k 解得： k= 5 b a + 故Y 的转化率为=?+?%10052b b a %1005)(2?+b b a 选B 。 二、分割法 将起始加入量不相同的两化学平衡可分割成相同的起始加入量，然后再并起来。 例 2 在相同条件下（T －500K ），有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1gSO 2和1gO 2，乙容器中充入2gSO 2和2gO 2下列叙述错误的是： A 、化学反应速率乙>甲 B 、平衡后的浓度乙>甲 C 、SO 2的转化率乙>甲 D 、平衡后SO 2的体积分数乙>甲 解析：将乙容器里的2gSO 2和2gO 2，可分割为两个1gSO 和1gO 2，然后分别充入与甲等体积的丙、丁两容器，这样甲、丙、丁三容器建立平衡的途径及平衡状态一样，而乙容器这时可看成丙、丁两容器合并起来，这其实就是一个加压的过程，故平衡2SO 2+O 2SO 3向正方向进行，所以乙中化学反应速率快，SO 2的转化率大，平衡后的浓度乙大，而平衡后的SO 2的体积分数乙中小。 选D 。 化学平衡练习题 【例1】将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生了如下反应：3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g)达到平衡时C的浓度为w mol·L-1。回答⑴～⑸小题： (1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中，平衡后C的浓度仍为w mol·L-1的是( ) (A)6 mol A+2 mol B (B)3 mol A+1 mol B十2 mol C， (C)2 mol C+1 mol B+1 mol D (D)1 mol C+2mol D (2)保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w mol·L-1，应按下列哪种 配比向容器Q中充入有关物质( ) (A)3 mol A+1 mol B (B)4 mol C十2 mol D (C)1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol D (D)以上均不能满足条件， (3)保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w rml·L-1的关系是( ) (A)＞w(B)＜w(C)= w(D)不能确定 (4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为V mol·L-1，V与w和叫的关系是( ) (A) V＞w(B) V＜w(C) V=w(D)无法比较 (5)维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为 V mol·L-1 ( ) (A)1 mol C+0.5 m01 D ．(B)3 mol A+2 mol B (C)3 mol A+1 mol B+1 mol D (D)以上均不能满足条件 【例2】某温度下向1L密闭容器中充入1mol N2和3 mol H2，使反应N2+3H22NH3 达到平衡，平衡混合气中N2、H2、NH3的浓度分别为M、N、G(mol／L)．如果温度不变，只改变初始物质的加入量，要求M、N、G保持不变，则N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表解决化学平衡中等效平衡问题
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