化学平衡---等效平衡

等效平衡状态的分类和判断：（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注意事项:1、平衡等效，转化率不一定相同①若是从不同方向建立的等效平衡，物质的转化率一定不同。

如在某温度下的密闭定容容器中发生反应2M(g)+ N(g)=2E(g)，若起始时充入2molE，达到平衡时气体的压强比起始时增大了20%，则E的转化率是40%；若开始时充入2molM和1molN，达到平衡后，M的转化率是60%。

②若是从一个方向建立的等效平衡，物质的转化率相同。

如恒温恒压容器中发生反应2E(g) =2M(g)+ N(g)，若起始时充入2molE，达到平衡时M的物质的量为0.8mol，则E的转化率是40%；若开始时充入4molE，达到平衡后M的物质的量为1.6mol，则E的转化率仍为40%。

2、平衡等效，各组分的物质的量不一定相同①原料一边倒后，对应量与起始量相等的等效平衡，平衡时各组分的物质的量相等。

②原料一边倒后，对应量与起始量比不相等(不等于1)的等效平衡，平衡时各组分的物质的量不相等，但各组分的物质的量分数相等。

等效平衡问题由于其涵盖的知识丰富，考察方式灵活，对思维能力的要求高，一直是同学们在学习和复习“化学平衡”这一部分内容时最大的难点。

近年来，沉寂了多年的等效平衡问题在高考中再度升温，成为考察学生综合思维能力的重点内容，这一特点在2003年和2005年各地的高考题中体现得尤为明显。

很多同学们在接触到这一问题时，往往有一种恐惧感，信心不足，未战先退。

实际上，只要将等效平衡概念理解清楚，加以深入的研究，完全可以找到屡试不爽的解题方法。

化学平衡1可逆反应(1)定义在条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。

(2)特点：三同一小。

①三同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。

②一小：任一组分的转化率都100%。

(3)表示方法：在化学方程式中用“”表示。

2化学平衡状态(1)定义一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率，反应物的浓度和生成物的浓度，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。

(2)特征①“逆”指化学平衡研究的对象是。

②“动”指化学平衡是一种，反应达到平衡状态时，反应并没有停止。

③“等”指和相等，都大于零。

④“定”指平衡体系混合物中，一定，不再随时间改变而改变。

⑤“变”指当改变时，原平衡被破坏，会使，在新条件下建立新的平衡。

3化学平衡的移动(1)定义可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(或、、等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之，从而在一段时间后达到。

这种由向的变化过程，叫做化学平衡的移动。

(2)化学平衡移动原理(勒夏特列原理)①概念如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一，平衡将向着的方向移动。

②具体内容若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：学霸巧学卡(1)改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。

(2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。

(3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H 2(g)＋I 2(g)⇌2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。

但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。

(4)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件原平衡体系――→充入惰性气体体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。

②恒温、恒压条件(5)恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。

(6)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。

等效平衡知识一、等效平衡的概念:在一定条件下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，还是从中间状态开始，达到的化学平衡状态是相同的，相同组分（同种物质）的百分含量（物质的量分数、体积分数、质量分数）相同，这样的平衡称为等效平衡。

对于：mA(g) ＋nB(g) 催化剂加热pC(g) ＋qD(g)m+n = p+q (△n(g)=0)恒温恒容m+n≠p+q (△n(g)≠0)等效平衡m+n = p+q (△n(g)=0)恒温恒压m+n≠p+q (△n(g)≠0)二、等效平衡的判断方法方法:放大缩小法、极限转换法或一边倒法（最重要的方法）【归纳总结】：（一）恒温、恒容：1：对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应等效平衡的判断方法是: mA(g) ＋nB(g) 催化剂加热pC(g) ＋qD(g)m+n = p+q (△n(g)=0)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物质的量比是否相等。

若相等各组分百分量相同，n 、c 同比例变化，则为等效平衡2：对于气态物质反应前后分子数有变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:mA(g) ＋ nB(g) 催化剂加热 pC(g) ＋ qD(g)m+n ≠p+q (△n(g)≠0)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物质的量是否对应完全相等。

若相等各组分百分量、n 、c 均相同，则为等效平衡（等同平衡）例1、恒温恒容时对于反应：H2(g) + I2(g) 催化剂加热 2HI(g)下列条件能与下图达到等效平衡的是（ ）A. 2 mol HIB. 2 mol H 2+2 mol I 2C. 1 mol H2+1 mol I 2+2 mol HID. 0.5 mol H 2+0.5 mol I 2+1 mol HI例2：在一个1L 的密闭容器中，加入2molA 和1molB ，发生下述反应： 2A(g)+B(g) 催化剂加热 3C(g)+D(s) 达到平衡时， C 的浓度为1.2mol/L 。

第三节化学平衡(3)—等效平衡学习目标知识与技能：理解等效平衡的含义。

过程与方法：1．自主学习，培养学生自学的能力。

2．通过比较、分析、归纳、总结，提高学生的理解能力。

情感态度与价值观：通过等效平衡的学习，加深理解“透过现象看本质”的道理。

自主学习(先学后教)1．等效平衡的含义在同一条件下的同一可逆反应，由于起始浓度不同可形成多个不同的平衡体系。

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，这样的平衡称为等效平衡。

理解等效平衡的含义，回答下列问题：【问题1】形成“等效平衡”有什么条件？【问题2】形成“等效平衡”的反应类型？【问题3】形成“等效平衡”的对象是什么？【问题4】形成“等效平衡”的标志是什么？练习：在相同温度和压强下，1 L密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋H2高温2(g)＋H2(g)CO H2O CO2H2投料1(mol) 1 1 0 0平衡时物质的量(mol)0.5 0.5 0.5 0.5 浓度(mol/L)0.5 0.5 0.5 0.5 物质的量的分数0.25 0.25 0.25 0.25 体积分数0.25 0.25 0.25 0.25 投料2(mol)0 0 1 1平衡时物质的量(mol)0.5 0.5 0.5 0.5 浓度(mol/L)0.5 0.5 0.5 0.5 物质的量的分数0.25 0.25 0.25 0.25 体积分数0.25 0.25 0.25 0.25观察上表，回答下列问题:【问题1】投料1和2达到化学平衡时，是否形成等效平衡？【问题2】若形成等效平衡，以上哪些数据可作为判断依据？【问题3】除上表数据外，你还可以根据什么数据判断是否形成等效平衡？2．等效平衡的分类(1)恒温恒容已知投料1、2、3能形成等效平衡，你能找出其中的规律吗？(2)恒温恒压已知投料1、2、3能形成等效平衡，你能找出其中的规律吗？ 练习：对于反应2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)，在500 ℃、1个标准大气压时，进行六次实验，实验时的有关物质的起始浓度数据如下:编 号 SO 2 O 2 SO 3 ⑴ 2a a 0 ⑵ 0 0 2a ⑶ a 0.5a a ⑷ 4a 2a 0 ⑸ 0 a 3a ⑹a0.5a3a其中达到平衡时属于等效平衡的体系有_ 。

化学等效平衡化学等效平衡，也称为化学平衡，是指反应物的浓度（含量）在反应过程中保持恒定的现象。

这意味着在物料的变化特征中，系统的反应物含量不会发生变化，也就是说，反应物和生成物的浓度始终保持恒定值，从而保持反应物及其生成物的化学等价。

对化学等效平衡而言，反应进程由化学反应过程推导出来，建立起反应中反应物和生成物的等价关系。

这样，在一定条件下，反应物和生成物的浓度就可以保持不变，从而形成一种化学等效平衡状态。

这种反应的静态性是化学等效平衡的最基本表现，也是化学反应过程中具有重要意义的现象。

化学等效平衡可以简单地描述为：反应物的浓度不会随着反应的进行而发生变化，只要反应进行的条件不变，就可以很容易地想象出反应物和生成物的浓度也是保持不变的。

化学等效平衡是物理化学的重要概念，它有助于我们更加深入地理解化学反应过程。

例如，可以用化学等效平衡来理解反应动力学。

可以运用化学等效平衡，对化学反应的动力学特性进行定量的计算，从而更好地掌握反应的发展趋势。

化学等效平衡也可以帮助我们正确解释一些化学实验结果。

例如，实验结果表明，在特定范围内，反应最后得到的产品为弱酸性水溶液，但不知道应该采取哪些措施来得到它，这时可以考虑应用化学等效平衡理论来解释，推测出可能的反应路径，并且可以定量地确定反应体系中各种物质的浓度特性。

化学等效平衡也在日常生活中有着广泛的应用，例如采用等效平衡原理来控制工业反应的过程，可以实现更高的产品纯度，也可以使反应的收率大大提高。

总之，化学等效平衡的概念不仅有助于我们探讨化学反应的内在机理，也可以用于实际应用中。

只要掌握了化学等效平衡的原理，我们就可以利用它来解释和控制各种化学反应，从而使得化学反应更加有效率和精确。

一、原理
等效平衡即：在一定条件下（恒温、恒压或恒温、恒容）下，只是起始物质加入情况不同（先加反应物或先加入生成物或者同时加入）的同一可逆反应达到平衡后，反应混合物中任何相同组分的分数（体积、物质的量、质量）均相等，这样的化学平衡互称等效平衡。

二、等效平衡建立的条件及类型
1、恒温恒容（定T、V）的等效平衡
（1）在定T、V的条件下，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
边同一物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。

（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，则两平衡等效。

2、在恒温恒压（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方程式左右两边同一物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。

总结：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。

对于反应前后气体体积不变的可逆反应而言，不管是恒容还是恒压，要想达到同一平衡状态，只要按比例投料即可。

注：等压比相同；等容量相同；若系数（气体系数）不变，可为比相同。

第3节化学平衡----等效平衡问题分析1．等效平衡的原理在一定条件(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到平衡后，任何相同组分的物质的量分数(或体积分数)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡．2．等效平衡的建立化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强等)有关，而与建立平衡时的途径无关，因而同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时的条件(浓度、温度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡．如常温常压下，可逆反应：2SO2 +O2 ⇌2SO3①2mol 1mol 0②0 0 2mol③1mol 0.5mol 1mol①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化学计量数比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。

【例1】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：H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)．已知起始时加入1mol H2和2mol I2(g)，当达到平衡时H2的体积分数为φ．下列四种情况分别投入上述容器，且始终保持原温度，平衡时H2的体积分数也为φ的是( )A．2 mol H2(g)和1 mol I2(g) B．3 mol HI(g)C．2 mol H2(g)和2 mol I2(g) D．1 mol I2(g)和2 mol HI(g)3．等效平衡的规律（1）恒温、恒容条件下的等效平衡Ⅰ类：在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物(或生成物)的物质的量与原起始量对应相同，则两平衡等效．简记：必须对应相同．【例2】在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应：2A(g)+B(g)⇌xC(g)，达到平衡后，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x的值为( )A．只能为2 B．只能为3 C．可能为2，也可能为3 D．无法确定Ⅱ类：在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效．简记：对应成比例．【例3】一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)⇌3C(g)，若反应开始时充入2mol A和2mol B，达平衡后A的体积分数为a%．其它条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数小于a%的是( )A．2mol C B．2mol A、1mol B和1mol He(不参加反应)C．1mol B和1mol C D．2mol A、2mol B和3mol C（2）恒温、恒压条件下的等效平衡在恒温、恒压条件下，对于反应前后气体化学计量数任意性的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效．简记：对应成比例【例4】将3mol A和1mol 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)⇌2C(g)+D(g)，达到平衡时C的浓度为wmol/L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 的是( )A．6molA+2molB B．3molA+1molB+2molCC．2molC+1molB+1molD D．1molC+2molD课堂练习：1．在恒温恒容条件下，将4molA和2molB放入一密闭容器中2A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(s)，达到平衡时，C的体积分数为a；在相同条件下，按下列配比分别投放A、B、C、D，达到平衡时，C的体积分数不等于a的是( )A．4mol、2mol、0mol、2mol B．2mol、1mol、2mol、2molC．2mol、1mol、2mol、1mol D．2mol、1mol、0mol、1mol【答案】D2．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-192kJ•mol-1．向 M、N 中，都通入 xmol N2 和ymol H2的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变．下列说法正确的是( )A．若x：y=1；2，则平衡时，M中的转化率：N2＞H2B．若x：y=1：3，当M中放出热量172.8kJ时，N2的转化率为90%C．若x=1，y=3，则达到平衡时反应物的转化率N＜MD．平衡时N2气体在两容器中体积分数可能相等【答案】D3．向一固定体积的密闭容器中通入 a mol N2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g)⇌2NO2(g)，达到平衡时再通入a mol N2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率( )A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断【答案】C4．在一固定体积的密闭容器中加入2mol A和1mol 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 BB．3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC．3mol C+1 mol D+1 mol BD．3 mol C+1 mol D【答案】D5．(双选)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)，该反应的平衡常数K=64，在1L恒容密闭容器甲和乙中，甲中加有四种物质各1mol，乙中加有Fe2O3，Fe，CO2各1mol，CO 2mol．达平衡后，两容器中不等的是( )A．用CO表示反应速率B．平衡混合气体的平均相对分子质量C．CO的转化率D．CO2的体积分数【答案】AC。

化学平衡等效平衡
化学平衡中的等效平衡指的是在一定条件下（如恒温恒容或恒温恒压），不同起始反应物投料达到的平衡状态具有相同的组分百分含量。

等效平衡通常涉及以下几个方面的内容：
1. 定义：在相同的环境条件下，对同一可逆反应体系，即使起始加入物质的情况不同（例如不同的投料方式），但最终达到化学平衡时，同种物质的百分含量（体积分数、物质的量分数或质量分数）均相同，这样的平衡状态互称为等效平衡。

2. 全等平衡：作为等效平衡的一个特例，全等平衡不仅要求相同组分的分数均相同，而且相同组分的物质的量也完全相同。

这通常发生在恒温恒容或恒温恒压条件下的定量投料情况。

3. 应用结论：
-在恒温恒容或恒温恒压的条件下进行定量投料，都能建立全等等效平衡状态。

-在恒温恒压条件下进行定比投料，能建立相似等效平衡状态。

-在恒温恒容条件下进行定比投料，只有等体反应能建立相似等效平衡状态。

等效平衡的概念对于理解和预测化学反应的行为具有重要意义，尤其是在工业化学过程中，通过对原料投料比例的调整，可以预期达到相同的产品组成，从而优化生产过程和提高原料利用率。