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）：0.5 1.5 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）.
【例1】定温定容下，可逆反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，N2的体积分数都相等，请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol 起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a
等效于（投料2）/ mol：0
等效于（投料3）/ mol：4/3
等效于（投料4）/ mol ： a b c
a 、
b 、
c 取值必须满足的一般条件是（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 ）：、。 （二）：恒温、恒容条件下对反应前后气体分子数不发生变化的反应（即△V=0的体系）： 判断方法：极值等比即等效
恒温、恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果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，即互为等效平衡。此时的反应特点是无体积变化，计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。
特点：两次平衡时各组分的百分含量相同，但物质的量、浓度按比例变化（等比平衡）. 【例2】定温定容下，可逆反应H 2(g) + I 2(g)2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，H 2的体积分
数都相等，请填写下面的空格。
H 2(g) + I 2(g)
2HI(g) 平衡时n （HI ）/mol
起始量（投料1）/ mol ： 1 2 0 a 等效于（投料2）/ mol ： 0 1 等效于（投料3）/ mol ： 0 1 等效于（投料4）/ mol ： a b c a 、b 、c 取值必须满足的一般条件是。
练习：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：
)
g (Br )g (H 2 )g (HBr 2 已知加入1mol H 2和2mol Br 2时，达到平衡后生成a mol HBr （见下表已知
项），在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号①～③的状态，填写下表中的空白。
（三）恒温、恒压条件下： 判断方法：极值等比即等效
起始状态时物质的量
n （mol ） H 2 Br 2 HBr 平衡时HBr 的物质的量n （mol ）
已知
编号
1 2 0 a ① 2 4 0 ② 1 0.5a ③ m
g(g ≥2m)
在恒温恒压时，可逆反应以不同的投料方式进行反应，如果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，即互为等效平衡。
特点：两次平衡时各组分的百分含量、浓度相同，但物质的量按比例变化（等比平衡）.
【例3】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(g) +3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amol，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol 起始量（投料1）/ mol： 1 4 0 a
等效于（投料2）/ mol： 1.5 6 0
等效于（投料3）/ mol： 1 0.5a
等效于（投料4）/ mol：m g（g≥4m）
【例4】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(g) +3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和3molH2时，达到平衡后生成amol，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol 起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a
等效于（投料2）/ mol： 2 6
等效于（投料3）/ mol： 1
等效于（投料4）/ mol： a b c
a、b、c取值要满足的条件是：
由上述讨论可知，最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时，各投料方式中的结果都是唯一值，而如果最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时，各投料方式中的结果不一定是唯一值。
练习：1、（2003年XX卷）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1molA和1molB，达到平衡后，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x molA、2 molB和1 molC，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2mol 乙：等于2mol
丙：小于2mol 丁：可能大于、等于或小于2mol
做出此判断的理由是
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后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1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与(1)小题中的a进行比较。
甲：a＜b 乙：a＞b
丙：a＝b 丁：不能比较a和b的大小
做出此判断的理由是。
2、(2007年高考理综XX卷)向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，发生反应：CO＋
H2O(g)催化剂
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，超始物质
按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是( )
(A)0.5 mol CO＋2 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2
(B)1 mol CO＋1 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2
(C)0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.4 mol CO2＋0.4 mol H2
(D)0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.5 mol CO2＋0.5 mol H2
3、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 2mol C＋1mol D
4、一定温度下可逆反应：A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)；△H＜0。现将1mol A和2mol B加入甲容器中，将4mol C和2mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态（如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是
图1 图2 图3
A 保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1mol A和2mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍
B 保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大
C 保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C 的体积分数的2倍
D 保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示（t3前的反应速率变化已省略）
转化率练习题
平衡转化率＝
若要求某一时刻的转化率只要把平衡时的反应物浓度（或物质的量）改为某一时刻的反应物浓度（或物质的量）即可。
1、在一容积可变的密闭容器中，通入1molX和3molY，在一定条件下发生如下反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，到达平衡后，Y的转化率为a%，然后再向容器中通入2molZ，保持在恒温恒压下反应，当达到新的平衡时，Y的转化率为b%。则a与b的关系是（）
A．a＝b B．a＞b C．a＜b D．不能确定
2、10.在体积可变的密闭容器中，反应mA（气）+nB（固）pC（气）达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是（）
A．（m+n）必定小于P B．（m+n）必定大于P C．m必定小于P D．n必定大于p
3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(气)+yB(气) nC(气)，达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5mol/L。保持温度不变将容器的容积扩大1倍，再达平衡时，测得A气体的浓度为0.3mol/L，则下列叙述中正确的是（）A、x+y 4、一定温度下，在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2，建立如下平衡：N2(g)+3H2(g) 2NH 3(g)相同条件下，若向容器中再通入1 mol H2和，1 molN2又达到平衡．则下列说法正确的是（）A．NH3的百分含量不变B．N2的体积分数增大 C．N2的转化率增大D．NH3的百分含量增大 5、某温度下的密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g) 2E（g），若开始时只充入2 mol E(g),达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体，则达平衡时M的转化率为（） A．20% B.40% C.60% D.80% 化学平衡图象 第1题图 第2题图 第4题图 1、在密闭容器,一定条件下进行反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若增大压强或升高温度,重新达到平衡,变 化过程均如图所示,则对该反应叙述正确的是( ) A 、 正反应是吸热反应 B 、逆反应是吸热反应 C 、m+n>p+q D 、m+n 2、600℃，A ．B ．C 三种气体在密闭容器中，浓度变化情况如图所 示，仅从图上分析不能得出有关A 的结论的是( ) A 、A 是反应物 B 、前4分钟，A 的分解率是0.1mol/(L.min) C 、4分钟后，若升高温度，A 的转化率增大 D 、4分钟后，若增大压强，A 的转化率减小 3、对于可逆反应，A 2(g)+3B 2(g) 2AB 3（g ）,△H<0（正反应放热），下列图像不正确的是( ) 4、可逆反应2A+B 2C （g ）△H<0；，随温度变化气体平均相对分子质量如图所示，则下列叙述正确的 是 A 、A 和 B 可能都是固体 B 、A 和B 一定都是气体 C 、若B 为固体，则A 一定是气体 D 、A 和B 可能都是气体 5、已知某可逆反应在密闭容器中进行： A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)（放热反应），图中曲线b 代表一定条 件下该反应的 过程，若使曲线b 变为曲线a ，可采取的措施是 第6题图 第8题图 第7题图 A 、增大A 的浓度 B 、缩小容器的容积 C 、加入催化剂 D 、升高温度 6、今有X （g ）+Y(g) 2Z(g); △H<0从反应开始经过t 1后达到平衡状态,t 2 时由于条件改变,平衡受到 破 坏,在t 3时又达到平衡,据右图回答:从t 2→t 3的曲线变化是由哪种条件引起 的（ ） A 、增大X 或Y 的浓度 B 、增大压强 C 、增大Z 的浓度 D 、升高温度 7、由可逆反应绘出图像如图，纵坐标为生成物在平衡混合物中百分含量，下列对该反应的判断正确的是 （ ） A 、反应物中一定有气体 B 、生成物中一定有气体 C 、正反应一定是放热反应 D 、正反应一定是吸热反应 8．在密闭容器中进行下列反应：M(g) + N(g)R(g) + 2L 此反应符合右图，下 列叙述正确的是（ ） A ． 正反应吸热 ，L 是气体 B ．正反应吸热， L 是固体 C ．正反应放热 ，L 是气体 D ．正反应放热 ，L 是固体或液体 9、反应mA(s) + nB(g) eC(g) + fD(g)反应过程中，当其它条件 不变时，C 的百分 含量（C%）和压强（P ）的关系如图，下列叙述正确的是 A 、 达到平衡后，加入催化剂，则C%增大 B 、达到平衡后，若升温，平衡左移 C 、化学方程式中n>e +f 第9题 D、达到平衡后，增加A的量有利于平衡右移 10、在其它条件一定时，图中曲线表示反应2NO(g) + O2(g)2NO2(g)(吸热反应)达平衡时NO的转化率与温度的关系，图上标有A、B、C、D、E点，其中表示未达平衡状态且V正＞V逆的点是 A、A或E B、B点 C、C点 D、D点 第10题图
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