高中化学-等效平衡原理及其应用

等效平衡的理解和应用武威铁路中学曹世邦（733009）等效平衡问题是高考的难点，也是学生学习过程中比较棘手的问题，现就等效平衡怎样理解和应用，将自己的观点与大家商榷如下：一、等效平衡的理解1．定义：对于同一可逆反应,在相同的条件下，不同的起始状态,达到平衡时,体系中同种物质的物质的量分数(或体积分数)相同（物质的量之比相等）；也可以是两个平衡状态效果相当，其中转化率、百分含量的值相等的平衡互称为等效平衡。

也就是说等效平衡是指在一定条件下的可逆反应里，起始投料不同，但建立的两个或多个化学平衡中，反应混合物各组分的含量都相同，这样的化学平衡均属于等效平衡（包括等同平衡），等效平衡正是化学平衡等效性的推广和应用。

2、规律⑴对于反应前后气体物质的量不等的反应A、定温、定容时.,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量与原平衡相等就可以建立等效平衡。

B.定温、定压时,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量之比与原平衡相等就可以建立等效平衡。

⑵对于反应前后气体物质的量相等的反应不论定温、定容时还是定温、定压时,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡方程式左右两边同一物质的物质的量之比．．就可以建立．．与原平衡相等等效平衡。

3、等效平衡的建立一般通过建立假想平衡状态去比较分析新旧平衡,以下例来说明：在一密闭容器中充入1molNO 2建立如下平衡:2NO 2≒N 2O 4,测得NO 2的转化率为a%。

容积和温度不变的条件下再充入1molNO 2,待新平衡建立时,又测得NO 2的转化率为b%则a 、b 的大小关系为解此类题一般建立如下思维模型：212%)%)%22P T V P T V P I a NO a a b molNO ===−−−→−−−→←−−−22、、、、、T 、V 等效压缩平衡：（）平衡II:a(NO 平衡III:a(NO 22起始1molNO 起始起始2molNO Ⅰ Ⅱ Ⅲ由于压缩,平衡Ⅱ向右移动达到平衡Ⅲ时转化率增大,必有a 1%<b%,又由于相同条件下平衡Ⅰ与平衡Ⅱ等效,即转化率相等a 1%=a%,所以a%<b%,即a<b二、等效平衡的应用根据反应条件(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：⑴、定温、定容条件下的等效平衡解题要领：定温、定容条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应，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)；定温、定容条件下，反应前后气体分子数相等的可逆反应；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。

等效平衡原理一、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，尽管起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。

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：1、（全等平衡）条件：在恒温、恒容条件下，经等价转换后，与原起始物质的物质的量（或浓度）相等，则两平衡等效。

结果：n、c、%相等例：在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2＋O22SO3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分别代表初始加入的SO2、O2和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，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。

请填空：（1）若a=0，b=0，则c=___________。

（2）若a=0.5，则b=_________，c= _________。

（3）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）：，。

2、（相似平衡）条件：在恒温、恒容条件下，经等价转换后，对应物质的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。

结果：%相等例：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/L II.C、D的起始浓度分别为2mol/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一3、（等同平衡）条件：在恒温、恒压下，经等价转换后，对应物质的物质的量之比与原平衡相同，则与原平衡等效。

高考化学等效平衡知识点在化学学科中，平衡反应是一个重要的概念。

学生在高考中经常会遇到与平衡反应相关的问题，其中包括等效平衡。

本文将介绍高考化学中与等效平衡相关的知识点，包括基本概念、计算方法以及常见的例题分析。

一、等效平衡的基本概念等效平衡是指在化学反应中，考虑到反应物的种类或比例改变而得到的一个新的平衡。

这个新平衡与原平衡之间没有本质的区别，只是组分的表示方式不同。

以一个简单的例子进行说明。

假设我们有一个平衡反应：2A + 3B⇌ C + D。

这个反应的原平衡常数Kc为0.5。

如果我们将反应中的物质A和物质B的数量各自减半，即A和B的浓度都变为原来的一半，那么新得到的平衡仍然满足化学方程式，只是反应物和生成物的系数会发生变化。

新平衡的方程式可以写为：A + 3/2B ⇌ 1/4C + D。

新的平衡常数记作K'c。

这个例子中，原平衡和新平衡之间的关系可以用一个等效平衡表示。

等效平衡的写法为：A + 3/2B ⇌ 1/4C + D，K'c = Kc / 4。

二、等效平衡的计算方法在高考化学中，计算等效平衡时，需要根据给定的条件调整化学式中的系数。

通过观察等效平衡的表达式，可以得出以下计算方法：1. 当原平衡中的某个物质的量变为原来的n倍时，对应的生成物的量将变为原来的m倍。

那么等效平衡中，该生成物的系数应调整为原平衡中的m/n倍。

2. 当原平衡中的某个物质的量变为原来的n倍时，对应的反应物的量将变为原来的m倍。

那么等效平衡中，该反应物的系数应调整为原平衡中的m/n倍。

通过这两个规律，可以得到更复杂的等效平衡计算方法。

在具体计算时，可以根据化学反应方程中的物质系数和所给条件进行推导。

三、等效平衡的例题分析下面通过几个例题来进一步说明等效平衡的应用。

例题1：考虑平衡反应：2A + 3B ⇌ C + D，Kc = 0.5。

在某个实验中，将反应物B的浓度增加到原来的4倍，则新平衡中C的浓度是多少？解析：根据题目中的条件，物质B的浓度变为原来的4倍，即变为4倍的[n(B)]。

例析等效平衡原理及其应用例析等效平衡原理及其应用一、等效平衡的概念在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，在达到化学平衡状态时，反应混合物中任何相同组分的百分含量（物质的量分数、体积分数或质量分数）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”）。

对概念的几点说明：⑴外界条件相同：通常可以是①恒温恒容②恒温恒压；⑵“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百分含量(物质的量分数、体积分数或质量分数等)对应相同即可，而对于物质的量、浓度、压强、反应速率等可以不相同；⑶平衡状态只与始态有关，而与途径无关，只要物料相当，就能达到相同的平衡状态。

二、等效平衡建立的条件及类型1.恒温恒容的等效平衡⑴在恒温恒容条件下，对于反应前后气体体积改变的反应（即△V≠0的体系）：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边物质的物质的量与原平衡相等，则两平衡等效；⑵在恒温恒容条件下，对于反应前后气体体积不变的反应（即△V＝0的体系）：只要反应物（或生成物）的物质的量的比与原平衡相同，则两平衡等效；2.恒温恒压的等效平衡在恒温恒压条件下，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边物质的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。

三、等效平衡在解化学平衡试题中的应用1.求不同起始状态的各物质的物质的量例1、在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2＋O22SO3，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分别代表初始加入的SO2、O2和SO3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完全相同，请填写下列空白：⑴若a=0，b=0，则c= 。

高中化学之等效平衡相同条件下，同一可逆反应体系中，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何物质的百分含量（浓度、质量分数、体积分数等）都保持不变的化学平衡互称等效平衡。

说明：1、判断方法：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。

2、恒温恒容条件下的等效平衡：①对反应前后气体分子数改变的可逆反应：换算成方程式同一半边所含物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效；②对反应前后气体分子数不变的可逆反应：换算成方程式同一半边所含物质的物质的量比例关系与原平衡相同，则两平衡等效；3、恒温恒压条件下的等效平衡：在温度、压强不变的条件下，改变起始加入物质的物质的量，只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式左右两边同一半边的物质的量之比与原平衡相同，则容器内各组分的百分含量相同，各指定物质的物质的量浓度也相同。

两平衡等效。

此时的等效平衡与反应前后气体的分子数变化没有关系。

练习Ⅰ.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，，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，则c=___________。

（2）若a=0.5，则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：（1）c=2 （2）b=0.25，c=1.5 （3）a+c=2 b+c/2=1（或2b+c=2）。

Ⅱ.在一个固定体积的密闭容器中加入2molA、1molB发生反应：2A（g）＋B（g）3C（g）＋D（g），达到平衡时生成C的物质的量浓度为Wmol·L-1。

高中化学专题等效平衡详解The document was prepared on January 2, 2021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,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“全等等效和相似等效”. 理解：1只要是等效平衡,平衡时同一物质的百分含量．．．．体积分数、物质的量分数等一定相同 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mAg +n Bg pCg + qDg,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 2g+ I 2g 2HIg,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和1molI 2,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,还需要加入_______mol I 2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 2g+ 3N 2g 2NH 3g,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和3molN 2,平衡时NH 3的浓度为a,NH 3的物质的量为b,则1若保持恒温恒容,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______；若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______；若保持恒温恒容,为了达到与上述情况等效,NH 3的物质的量的取值范围为_________________,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______2若保持恒温恒压,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效；若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效；若保持恒温恒压,开始时投入4molNH 3,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______三、典型例题例1、将6molX 和3molY 的混合气体置于密闭容器中,发生如下反应：2X g+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,请回答下列问题：1若保持恒温恒容,且起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .2若保持恒温恒压,并要使反应开始时向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体的物质的量与平衡A 相同,则起始时c 的取值范围是 .例2、将6molX 和3molY 的混合气体置于容积可变的密闭容器中,在恒温恒压发生如下反应：2Xg+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,若起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .四、巩固练习1、在1L 的密闭容器中通入2molNH 3,在一定温度下发生下列反应：2NH 3N 2+3H 2,达到平衡时,容器内N 2的百分含量为a%.若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N 2的百分含量也为a ％的是A ．3molH 2+1molN 2B ．2molNH 3＋1molN 2C ．2molN 2+3molH 2D ．＋+2、在密闭容器中发生反应2SO 2+O 2 2SO 3g,起始时SO 2和O 2分别为20mol 和 10mol,达到平衡时,SO 2的转化率为80%.若从SO 3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO 3的物质的量及SO 3的转化率分别为A 、10mol 10%B 、20mol 20%C 、20mol 40%D 、30mol 80%3、在一密闭的容器中充入2 mol A 和1 mol B 发生反应：2Ag ＋Bg== x Cg,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 ： mol 、B ： mol 、C ： mol 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2B ．只能为3C ．可能为2,也可能为3D ．无法确定 4、在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知223N (g)3H (g)2NH (g)+= 92.4H ∆=-kJ·mol 1-：容器甲 乙 丙 反应物投入量1mol N 2、3mol H 2 2mol NH 3 4mol NH 3 平衡时NH 3的浓度mol·L 1-c 1 c 2 c 3 反应的能量变化放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强Pap 1 p 2 p 3反应物转化率下列说法正确的是A ．132c c >B ．92.4a b +=C ．232p p <D ．13αα1+<5、在一定温度下,把2mol SO 2和1mol O 2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,22O SO 2+3SO 2,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322SO O SO 、、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,则c=___________.2若a=,则b=___________,c=___________.3a 、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c6、如图所示,在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生以下反应：22H 3N +3NH 2正反应放热,若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为7体积.据此回答下列问题：1保持上述反应温度不变,设a 、b 、c 分别代表初始加入的N 2、H 2和NH 3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么：①若a=1,c=2,则b=_________.在此情况下,反应起始时将向_________填“正”或“逆”反应方向进行.②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则c 的取值范围是_________.2在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为体积,则可采取的措施是_____,原因是_______.7、一恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应：)g (B )g (A +)g (C 1若开始时放入1mol A 和1mol B,达到平衡后,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3mol B,达到平衡后,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,达到平衡后,A 和C 的物质的量分别为y mol 和3a mol,则x=________,y=________.平衡时,B 的物质的量________填编号.甲大于2mol 乙等于2mol 丙小于2mol 丁可能大于、等于或小于2mol4若在3的平衡混合物中再加入3mol C,待再次达到平衡后,C 的物质的量分数是___________.二若维持温度不变,在一个与一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1mol B 到达平衡后生成b mol C.将b 与1小题中的a 进行比较__________填编号.甲a>b 乙a<b 丙a=b 丁不能比较a 和b 的大小作出此判断的理由是____________.。