1、四、等效平衡 定義：對同一可逆反應(yīng)在相同的條件下，通過不同的途徑（或叫配比），達(dá)到平衡時(shí)，同一組分的含量相同，則它們達(dá)到同樣的效果，稱為等效平衡。 等效平衡分為以下幾種情況： 定溫、定容下，通過系數(shù)比，如果一種配比能完全轉(zhuǎn)化成另一種配比，則兩平衡等效，平衡時(shí)同一組分的濃度、物質(zhì)的量、百分含量都相同。例1：在同溫下，在一個體積恒定的容器中，按照下表中A配比，平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量為1.2mol，則按照B配比達(dá)到平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量為 mol（填表）容器H2 (g)N2 (g)NH3 (g)N2的物質(zhì)的量A1 mol3 mol01.2molB002mol 定溫定容時(shí)，對于反應(yīng)前后氣體的總分子數(shù)不變的

2、反應(yīng)，只要兩種“配比”按照系數(shù)轉(zhuǎn)化成方程式的同一邊的物質(zhì)時(shí)，比值相同，則平衡等效，平衡時(shí)同一組分的百分含量相同。 例2：在一定溫度下，在一體積恒定的容器中發(fā)生H2（g）+I2（g）2HI（g）反應(yīng)，按照起始配比時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率和物質(zhì)的量如下表，填寫下列表格（圖見圖一）：H2 (g)+I2 (g)2HI(g)平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率平衡時(shí)H2物質(zhì)的量1mol1mol0a%0.5 molA2mol2mol0B1mol2mol0C2mol4mol0D 定溫定壓下，只要兩種“配比”按照系數(shù)轉(zhuǎn)化成方程式的同一邊的物質(zhì)時(shí)，比值相同，則平衡等效，平衡時(shí)同一組分的百分含量相同。例3：在恒溫恒壓下，在一體積可變

3、的密閉容器中，進(jìn)行下列反應(yīng)，填寫下列表格：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N2轉(zhuǎn)化率N2%始1mol3mol0b%A%A004molB230C460D1mol3mol0例4：恒溫恒容下：H2 (g)+I2 (g)2HI(g)平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率平衡時(shí)H2物質(zhì)的量1mol1mol0a%0.5 molA2mol2mol0B1mol2mol0C2mol4mol0例5：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N2轉(zhuǎn)化率N2%恒容1mol3mol0b%A%恒壓1mol3mol0總結(jié)：1、等效平衡的三種數(shù)據(jù) 按照方程式的系數(shù)轉(zhuǎn)化成同一邊物質(zhì)后數(shù)據(jù)完全相同； 按照方程式的系數(shù)轉(zhuǎn)化成同一邊物質(zhì)后數(shù)據(jù)的比值相同

4、； 以上都不是，但可以先分解數(shù)據(jù)成上述2種情況后，再在此基礎(chǔ)上增加或減少某物質(zhì)的量，分析平衡移動的方向，確定所考查的物質(zhì)的某個量的變化。2、解決步驟： 先按量畫“方框”； 如果是恒壓，就不用再變框的大小，如果是恒容，再把“框”大的加壓成與小的同體積； 再根據(jù)方程式分析，加壓后平衡是否移動，再看各個物理量是否會變化。例：在一定溫度下，對下列反應(yīng)，在一體積為VL的的密閉容器中，按A的配比達(dá)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A1mol2mol00B1.5mol3mol00到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為z%，則在同樣的條件下，在另一同樣大的密閉容器中按B的配比加入1.5mol CO和3mol H

5、2O（g），達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為 z%（填、或）。圖解如圖二。 因?yàn)榕c中，同種物質(zhì)的百分含量都相同，濃度也相同，只是中各物質(zhì)的物質(zhì)的量是中的1.5倍，中各物質(zhì)的濃度也是中各物質(zhì)的濃度1.5倍。與中同種物質(zhì)的百分含量都相同，各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，所以和狀態(tài)是等效的，CO的轉(zhuǎn)化率為z %，而由到的過程中平衡不移動，因此狀態(tài)中達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率仍然為z%。如果原平衡狀態(tài)時(shí)數(shù)據(jù)如下表：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)始1mol2mol000.4mol0.4mol0.4mol0.4mol平0.6mol1.6mol0.4mol0.4mol假如平衡時(shí)將CO和H2O分別抽走0.5 mo

6、l和1mol，則相當(dāng)于在開始時(shí)就分別抽走0.5 mol CO和1mol H2O（與過程無關(guān)），圖解如圖三： 從圖說明平衡時(shí)將CO和H2O分別抽走0.5 mol和1mol后，平衡不移動，并且狀態(tài)中各物質(zhì)的百分含量與中完全相同，平衡等效。3.對于按方程式的系數(shù)折算成反應(yīng)物或生成物后，既不是a也不是b的情況，我們可以先想法分解數(shù)據(jù)成為a或者b的情況，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。例：在某溫度下，在一密閉容器中充入1mol CO和2molH2O，發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+ H2O（g） CO2（g）+ H2（g），平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為y%，若保持溫度和體積不變，起始時(shí)，按下列A、B兩種配比充入該容器中，平衡時(shí)，

7、分CO的轉(zhuǎn)化率為多少？CO(g)+H2O（g）CO2（g）+H2(g)始1mol2mol00A2mol2mol00B0.5mol1.5mol0.4mol0.4molB/0.9mol1.9mol00B/0.9mol1.8mol00對于A，可以理解為在原平衡起始配比的基礎(chǔ)上增加了1mol的CO，則平衡向正移動，但是CO的轉(zhuǎn)化率減小，小于y%；對于B先將它折算為B/的狀態(tài)，這兩種狀態(tài)是完全等效的，再把B/的數(shù)據(jù)理解為B/ 情況，B/狀態(tài)與原起始狀態(tài)達(dá)到平衡后同種物質(zhì)的百分含量是相同的，在此基礎(chǔ)上增加0.1mol的H2O，此時(shí)化學(xué)平衡向正移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，圖解如圖四：二、 對V0的體系：折算后，

8、配比相同的情況，與中的a相同，這里主要講講折算后與原平衡的比例相同的情況。例：在一定溫度下，在一體積為VL的密閉容器中，對于合成氨的反應(yīng)，按“始”的配比達(dá)到平衡后，N2的轉(zhuǎn)化率為w%，如果按下列方程式中的A配比加入起始物質(zhì)，則平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為 w%（填、或）。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)始2mol6mol0A002molA/1mol3mol0我們先將A的配比按方程式系數(shù)折算成反應(yīng)物后，成為A/的情況，然后圖解如圖五。由狀態(tài)到狀態(tài)，減壓后，N2的轉(zhuǎn)化率降低，小于y%。按上例的條件，按下列方程式下的A、B兩種配比加入兩個同樣大的密閉容器中，達(dá)到的平衡狀態(tài)是否相同呢？ N2(g)+3H

9、2(g)2NH3(g)A1mol4mol0B2mol8mol0道理和上例完全相同，圖解如圖六。按B的配比達(dá)到平衡后，加壓，平衡向正移動，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，百分含量減少。終上所述，諸多化學(xué)平衡的問題都可以轉(zhuǎn)化為等效平衡的問題，一般通過以下幾種途徑來解決：如果給的不同配比按方程式的系數(shù)折算成反應(yīng)物或生成物時(shí)完全相同，則完全等效； 對V=0的反應(yīng)，折算成反應(yīng)物或生成物時(shí)兩種配比的比值相同也等效。需要根據(jù)起始量的大小通過畫圖（矩形框）的辦法畫出“等效”的矩形框，由于是恒容，然后將方框變大或變小，再由方程式分析平衡移動的方向，在觀察量的變化情況，然后作出判斷和比較。 對V=0的反應(yīng)，折算成反應(yīng)物或生成物時(shí)兩種配比的比值相同，這時(shí)不能簡單的判斷等效與否，但是仍然可以先通過按配比的量畫出增大或縮小的方框處理成等效，再在此基礎(chǔ)上加壓或減壓，判斷平衡如何移動。