等效平衡
等效平衡
等效平衡一、什么是等效平衡：在一定条件下，对于同一可逆反应，起始时加入不同量的物质，达到平衡时，反应进行的程度相同，同种物质的百分含量相同，这样的平衡互为等效平衡。
例如：在一定条件下：（定T、V）或（定T、P）对于：2SO2 + O2 2SO3起始：a mol b mol c mol 达到平衡后得到平衡A起始：a1mol b1mol c1mol 达到平衡后得到平衡B 对于A、B两个平衡体系，若：反应进行的程度完全相同，则同种物质的转化率相同，同种物质的百分含量也相同；A、B互为等效平衡。
二、等效平衡的判定：1、对于反应前后气体体积有变化的可逆反应（变体反应）：（1）在定T、V的条件下：通过可逆反应的化学计量数关系换算成同一半边的物质后进行比较，若各物质的物质的量相同，则两平衡等效。
例如：在一定条件下：（定T、V）对于：2SO2 + O2 2SO3起始：A 2mol 1 mol 0起始：B 0 0 2 mol起始：C 1 mol 0.5 mol 1 mol起始：D 2 mol 2 mol 0起始：E 2 mol 1mol 2 mol<换算成同一半边的物质后，相当于：>起始：A： 2 1 0起始：B： 2 1 0起始：C： 2 1 0起始：D： 2 2 0起始：E： 4 2 0由于条件为：定T、V，即定温定容下故：上述5个平衡中：平衡A、B、C都是一样的平衡，互为等效平衡。
原因：A、B、C反应进行的程度完全相同；因为过量的O2的影响，D中SO2正向进行的程度要大A、B、C；因为压强对化学平衡移动的影响，E中SO2和O2正向反应的程度大于A、B、C（2）在定T、P的条件下：通过可逆反应的化学计量数关系换算成同一半边的物质后进行比较，若各物质的物质的量的比相同，则两平衡等效。
例如：在上述例子中、条件改为定T、P，即定温定压下则：平衡A、B、C、E互为等效平衡。
（原因是什么？？）2、对于反应前后气体体积无变化的可逆反应（变体反应）：在定T、V的条件下：通过可逆反应的化学计量数关系换算成同一半边的物质后进行比较，若各物质的物质的量的比相同，则两平衡等效。
等效平衡
2.化学平衡的特征（逆、等、动、定、变、同）： ①逆：可逆反应——研究对象。（先决条件） ②等：v（正）＝v（逆）≠0 即同一物质的消耗速率＝生成 速率（平衡的实质） ③动：动态平衡。v（正）＝v（逆）≠0 “动”化学平衡是动态平衡。当一个可逆反应达到平衡 时，正、逆反应都仍在继续进行，只不过此时正、逆 反应速率相等，即v正=v逆≠0。 ④定：平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变,不 再随时间变化而改变。（平衡的标志） ⑤变： 条件改变：即浓度、压强、温度等条件改变时，化学 平衡即发生移动。各组分的浓度也随之改变. ⑥“同”： 投料途径不同，但可以达到同一平衡状态。 (化学平衡的建立与途经无关)
例3、恒温恒压下，往一密闭容器中加入1mol N2、3mol H2，使反应N2+3H2 2NH3达到平衡， 测得平衡混合气中NH3 的浓度为Wmol/L ，如果 温度不变，只改变初始加入的物质的量而要求 达到平衡时NH3 的浓度仍为Wmol/L ，则N2、H2、 NH3的加入量用X、Y、Z表示时应满足的条件： （1）若X=0，Y=0，则Z=______。 （2）若X=0.75，则Y=______，Z=______。 （3）若X=0.45，则Y=______，Z=______。 （4）X、Y、Z应满足的一般条件是（用含X、 Y、Z的关系式表示）_____ 。
3.化学平衡建立的标志： (1) 正、逆反应速率相等。 (2) 各组分的浓度保持不变
1、可逆反应2NO2 2NO+O2 在恒温固定容积的密闭容 器中反应，达到平衡的标志是（ ） ① 单位时间内生成 n mol O2 ，同时生成 2n mol NO2 ② 单位时间内生成 n mol O2 ，同时生成 2n mol NO ③ 用NO2 、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应 速率比为 2∶2∶1 ④ 混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤ 混合气体的密度不再改变的状态 ⑥ 混合气体的平均分子量不再改变的状态 （A）①④⑥ （B）②③⑤ （C）①③④ （D）①②③④⑤⑥ 2、在恒温密闭的容器中，如上叙述可证明 2HI(g) H2(g) + I2 (g)已达平衡状态的是（ ）
【知识点】等效平衡
【知识点】等效平衡一、等效平衡的概念某一可逆反应，在一定条件（T、c、p）下，经过不同的途径建立平衡时，各组分的百分含量（质量百分含量、体积分数、物质的量分数）对应相等的状态互称为等效平衡状态（简称等效平衡）。
比如，我们到达的目的地是郭店，可以从新郑或新村出发，也可以从郑州或龙湖出发，行走的方向可能相同也可能相反，走的途径不一样，路程也可能不相等，但最终目的是一样的，都是郭店，即都达到了相同的效果，就是等效的。
二、判断“等效平衡”的方法（1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。
（2）观察有关物质的量是否相等或成比例。
三、等效平衡规律mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+q D(g)【习题】（一）恒温恒压例1 、在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，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amolNH3，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数变。
对下列编号①～③的状态，填写表中的空白。
解析：因转化率相同，故若都只加反应物，则起始量是几倍，则转化量是几倍，平衡量就是几倍，又因等压条件下物质的量之比等于体积之比，故起始量之比等于平衡量之比。
①和题干量之比是1.5，平衡之比就是1.5。
②的平衡量是题干平衡量的一半，则若没有NH3，只有N2、H2，则其物质的量应分别为0.5和2mol，又因1 mol NH3完全转化生成N20.5 mol，H21.5mol，故原来的N2、H2分别为0 mol 和0.5mol。
③可同理推得。
例2、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（g）＋B（g）⇌C（g）（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，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xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol，则x＝ mol，y＝ mol。
专题5 等效平衡
专题5 等效平衡一、等效平衡的含义1、含义：对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应，若达到平衡时相同的组分在各混合物中的百分含量．．．．．．．．．．．．．．．．(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等．．，这样的化学平衡互称等效平衡【微点拨】等效平衡只是要求相同的组分百分含量相同，不一定是物质的量或者物质的量浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等二、等效平衡的类型和特征1、恒温恒容(T、V一定)条件下，△n≠0反应的等效平衡 (量等等效)恒温恒容条件下，对于△n≠0即反应前后气体分子数改变的可逆反应(如N 2+3H22NH3)，改变起始时加入物质的物质的量，要与原平衡等效，其条件是：通过化学计量系数比，全部换算成同一半边的物质后，物质的量与原平衡的起始投入量应完全相同。
若不同的起始投入量经“一边倒”全部换算为反应物或生成物后，投入量是相同的，则所形成的平衡状态是完全相同的对于T、V一定时，△n≠0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投入量应完全相同；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同，即平衡状态完全相同【对点训练1】1、一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)4C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是( )A．1molA、2molC B．4molC C．4molA、2molB D．1molA、1molB 2、在一个体积恒定的密闭容器中，加入2 molA和1 molB，发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达平衡时，C的浓度为W mol/L若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为W mol/L的是( )A．4molA+2molB B．2molA+1molB+3molC+1molDC．3molC+1molB D．3molC+1molD3、在密闭容器中发生反应：2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g)。
等效平衡
等效平衡等效平衡的含义：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，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
建立等效平衡的条件恒温恒压下或恒温恒容下，对于同一可逆反应，若两初始状态有相同的物料关系，则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。
如N2＋3H2 2NH3① 1 3 0② 0 0 2③ 0.5 1.5 1则①②③为具有相同的物料关系。
恒温恒容条件下，反应前后气体计量数不等的反应，所加反应物一边倒后和原来所加量相等即为等效平衡，也就是等量加。
恒温恒容条件下，反应前后气体计量数相等的反应，所加反应物一边倒后和原来所加量比例相同即为等效平衡，也就是等比加。
恒温恒压条件下，反应前后气体计量数不论相等与否，所加反应物一边倒后和原来所加量比例相同即为等效平衡，也就是等比加。
课后练习1、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)3C(g) + D(s)，达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L，维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度还是1.2mol/L的是 A．1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.1mol DB．3mol C+ 0.7mol D C．2mol A+1mol B+1molDD．0.5mol A+0.25mol B+2.25mol C2、在一恒定的容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)＋B(g)x C(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：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为A. 只能为2B. 只能为3C. 可能是2，也可能是3D. 无法确定3、在一容积可变的密闭容器中，通入1mol X和3 mol Y，在一定条件下发生如下反应X (g) + 3 Y (g)2 Z (g)，到达平衡后，Y的转化率为a %，然后再向容器中通入2 molZ，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 %。
等效平衡
等效平衡(一)等效平衡的含义：对同一可逆反应，在相同条件下，改变投料方式(从正反应方向、逆反应方向或正逆反应方向同时投料)，最终均能达到同一平衡状态。
即将不同投料方式得到的平衡态混合，平衡不会发生移动。
这样的平衡态称为等效平衡，其本质是该可逆反应进行的程度相同。
(二)等效平衡的分类1．绝对等效（狭义等效）只要保证投料量与起始投料量完全相同(即元素守恒)，则二者必然等效。
这是一种绝对的等效，即平衡时各组分的绝对值(质量、物质的量)和相对值(各组分质量分数、物质的量分数、反应物转化率等)与原平衡状态完全一致。
2．相对等效（广义等效）若改变的投料量与起始投料量成比例，也可达到等效平衡。
平衡中各组分的绝对值有变化，但相对值不变。
可视为一种相对的等效。
结论：1．（1）恒温恒容，且反应前后气体分子数改变的反应，如PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，可以得到绝对等效，但无法达到相对等效。
（2）．恒温恒容，且反应前后气体分子数不变的反应，如H2(g)+I2(g)2HI(g)，两种等效都可以达到。
2．恒温恒压，对任一可逆反应，两种等效均可以达到。
例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，C的浓度为w mol/L。
若维持体积和温度不变，以下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为w mol/L的是（）A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D例2．在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一个固定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2+O 22SO3，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）。
等效平衡
等效平衡专题一、等效平衡的概念 【比较时都运用“一边倒”，倒回到起始的状态进行比较。
】 （1）一定条件：即外界条件相同，通常是 ①恒温、恒容 ②恒温、恒压。
（2）化学平衡状态的建立与途径无关。
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； 都能达到相同的平衡状态。
（3）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 二、等效平衡的分类（主要有三种） m A(g)＋nB(g) p C(g)＋q D(g) Ⅰ类：定温定容条件下， m+n ≠p+q 的可逆反应： 例1、在一定温度下，向一个固定容积的密闭容器里充入2 mol SO 2和1 mol O 2发生如下反应： 2SO 2（g ）+ O 2（g ）2SO 3（g ），当反应达到平衡状态后生成a mol SO 3，SO 3的质量分数(SO 3%)为b 。
在相同条件下，试针对下列编号的状态，填写表中空格。
Ⅱ类：在等温等容的条件下， m+n=p+q 的可逆反应： 例2、在一定温度下，一个固定容积的密闭容器里发生反应： H 2 (g) + Br 2 (g)2 HBr (g)，充入1 molH 2和2 mol Br 2，当反应达到平衡状态后生成a mol HBr ，HBr 的质量分数(HBr %)为b 。
在相同条件下，针对右侧表格编号的状态，填写表中空格。
对于左右两边气体体积相等的可逆反应（分解反应），在等温等容的条件下，充入任意量的分解物，所达到的平衡状态均等效。
III 类：定温、定压条件下：例3、向一个带有可移动活塞的容器里充入2 mol SO 2和1 mol O 2发生如下反应： 2SO 2（g ）+ O 2（g ）2SO 3（g ），保持温度和压强不变，当反应达到平衡状态后生成a mol SO 3，SO 3的质量分数(SO 3%)为b 。
等效平衡
等效平衡在相同条件下（定温、定容或定温、定压），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，只要按化学计量数之比投入反应物或生成物，在达到化学平衡状态时，所建立起来的化学平衡状态都是相同的，这样的化学平衡互称为等效平衡。
一、等效平衡的标志我们所说的“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”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；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。
二、等效平衡的分类(四个二)在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下几种：1. 定温、定容条件下的等效平衡：①化学反应前后气体分子数改变的等效平衡。
②化学反应前后气体分子数不变的等效平衡。
2. 定温、定压条件下的等效平衡。
三、等效平衡的解题思路我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。
1. 在定温、定容条件下，对于化学反应前后气体分子数改变的可逆反应，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。
2. 在定温、定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。
3. 在定温、定压条件下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按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之比与原平衡相同，达到平衡状态后与原平衡等效。
题型1：一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡例1、在一个体积固定的密闭容器中加入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a mol·L－1。
若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a mol·L－1的是（）A．4molA＋2molB B．2molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molC＋1molD＋1molB D．3molC＋1molD分析：等效平衡的含义：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。
等效平衡
等效平衡专题等效平衡的概念：相同条件下（恒温恒容或恒温恒压），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。
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“一边倒”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。
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。
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同比例变化三、对于有固体参加的可逆反应：处理方法：①不考虑固体物质，先进行等效转化，应该符合上述的规律。
②根据题意计算出达到平衡时选定物质的物质的量，以及所需的固体物质的最小量，那么，只要固体物质的起始投料大于这个最小量即可保证达到同一平衡状态（因为固体物质的量多与少不影响化学反应速率或化学平衡）不定项选择题（每题有一个或多个正确答案）1.在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB ，发生下述反应：2A（气）＋B（气） 3C（气）＋D（气）达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。
等效平衡
等效平衡一、等效平衡1.等效平衡的概念在一定条件(恒温恒压或恒温恒容)下，同一可逆反应以不同的投料方式为起始状态开始反应，达到平衡时，同一物质在各平衡混合物中的百分含量、体积分数、物质的量分数相等,这样的的平衡互称为等效平衡。
2.等效平衡的分类恒温且恒容，（系数）相同找（与起始物质的量相比）比例，（系数）不同找（与起始物质的量完全一样）相同。
恒温且恒压，直接找（与起始物质的量相比）比例，不管（系数）同不同。
二、等效平衡的比较三、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恒容容器中发生反应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%。
①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（恒温恒容，系数不相等），平衡时各组分的物质的量相等。
①原料一边倒后，对应量与起始量不相等(相互成比例)等效平衡，平衡时各组分的物质的量不相等，但成比例（比是几倍，物质的量也是几倍）。
3、平衡等效，热量不一定相同二、充入气体化学平衡移动方向和反应物转化率或百分数变化的问题（一）充入气体化学平衡移动方向的问题1、充入惰性气体情况1.1 恒温恒容下，达到平衡后再充入惰性气体（或不参与反应的气体）时，反应体系内压强虽然增大，但各反应气体的分压没有变，浓度没有改变，所以正反应速率没有改变，故平衡不移动。
1.2 恒温恒压下，达到平衡后再充入惰性气体（或不参与反应的气体）时，反应体系内压强瞬间增大，为了维持体系总压是恒压，务必扩大容积，这样会导致参与反应的各气体的分压变小，浓度改小，正反应速率均变小，如果反应是①n(g)=0类型的反应，则正反应速率同倍减小，故平衡不移动；如果反应是①n(g)≠0类型的反应，则用减压时勒夏特列平衡移动原理来判断移动方向。
等效平衡
b
b b
4
x
y
z
a%
x、y、z之间符合什么关系？
Ⅱ类：恒温、恒容
在恒T恒V条件下（ △n＝0），对于反应前后 气体体积不变的可逆反应，如果极值转化后， 与题干中所给的起始各物质的物质的量之比相等， 则两平衡状态相似等效。 H2(g) + I2(g) 2HI(g)
恒温恒容的容器
起 始 状 态 编 平衡 平衡时 号 n(H2) n(I2) n(HI) 时HI% n(HI) 1 2 3 4 5 1 0 1 0 0 3 1 x>0 Z a% a% a% a% a% b 1.5b 3b xb 2 z (x+ 2 )b
恒温恒压的容器（△n≠0） 起 始 状 态 平衡 平衡时 编 号 n(N2) n(H2) n(NH3) 时NH3% n(NH3) 1 2 3 4 5 0.5 0 0.5 0 x 1.5 0 1.5 0 y 1 3 4 x>0 z a% a% a% a% a% b 1.5b
2.5b xb 2 z (x+ 2 )b
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应， 起始时加入的各组分的物质的量不同，但达到平衡时， 各组分的百分含量相同（体积分数、物质的量分数等）， 这样的两种平衡状态称为等效平衡。
⑴外界条件相同： 恒温恒容或恒温恒压 ⑵相同平衡状态： 各组分的百分含量相同 ⑶平衡状态只与始态有关，而与途径无关， 只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。
恒温恒压的容器(△n＝0)
起 始 状 态 编 平衡 平衡时 号 n(H2) n(I2) n(HI) 时HI% n(HI) 1
2 3 4 5
1 0
1 0
0
a%
b 1.5b 3b xb 2
等效平衡
平衡时任何反应物、 平衡时任何反应物、生成物 的浓度都不为零 的浓度都不为零
例3
编号 已知 (1) H2 1 0.5
0
起始状态/mol 起始状态 Br2 2 1
0.5 0.5
HBr 0 0
0 1 0
平衡时 HBr 的 物质的量/mol 物质的量 a
0.5a
(2)
0.5
0.5a
(3)
n
m(m≥2n) ≥
高炉炼铁中发生的基本反应之一： 即时巩固 2 高炉炼铁中发生的基本反应之一： FeO(s) 正反应吸热)， ＋ CO(g)Fe(s)＋ CO2(g)(正反应吸热 ，其平衡常数可表 正反应吸热 c(CO2) 示为 K＝ ＝ ，已知 1 100℃时，K＝0.263。 ℃ ＝ 。 c(CO) (1)温度升高， 化学平衡移动后达到新的平衡， 高炉内 温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡， 温度升高 CO2 和 CO 的体积比值 增大 ， 的体积比值________， 平衡常数 K 值______(“增 增大 “ 减小” 不变” 。 大”、“减小”或“不变”)。 (2)1 100℃时测得高炉中 c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 ℃ ＝ ， ＝ mol/L，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态______(填 ，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态 否 填
乙可看作在甲的基础上增大了CO2 乙可看作在甲的基础上增大了 的浓度，平衡右移，因此n(CO)增大， 增大， 的浓度，平衡右移，因此 增大 所以n(CO)：乙＝丁＞丙＝甲。 所以 ：
P170T5
V V
恒温恒压
2V 4 mol NH3 c2
平衡右移
V 加压 4 mol NH3 c3
1mol N2 2 mol 等效 等效 3mol H2 NH3 c1
等效平衡课件
速率方程与等效平衡
要点一
速率方程
描述反应速率与反应物浓度的关系，是动力学模型的核心 内容。
要点二
等效平衡与速率方程的关系
通过比较不同条件下反应的速率方程，可以判断是否达到 动力学等效平衡。
动力学系统的平衡条件
动力学系统的平衡条件包括温度、压力和浓度等参数。 在不同条件下，动力学系统的平衡状态可能不同。
等效平衡课件
contents
目录
• 等效平衡简介 • 化学平衡基础 • 物理等效平衡 • 热力学等效平衡 • 动力学等效平衡 • 等效平衡的应用
01
等效平衡简介
定义与概念
定义
等效平衡是指对于同一可逆反应 ，在一定条件下，不同的起始状 态最终达到相同的平衡状态。
概念
在反应过程中，不同的起始投料 状态会达到相同的平衡状态，这 种状态称为等效平衡。
01
平衡条件
热力学系统的平衡条件是指系统内部各部分之间不存在宏观的能量传递
和物质传递，即系统内部各部分的宏观性质达到稳定。
02 03
热力学第一定律与第二定律
热力学第一定律描述了能量传递和转化的规律，而热力学第二定律则描 述了自然过程中能量传递的方向性。这两个定律共同确定了热力学系统 的平衡条件。
达到平衡的条件
温度等效平衡
定义
温度等效平衡是指在一定温度范围内， 物理系统达到平衡状态时表现为相同的 物理效应。
VS
原理
温度等效平衡基于分子热运动的能量分布 与温度有关。在一定温度下，物理系统的 分子热运动能量分布相同，因此表现为相 同的物理效应。
04
热力学等效平衡
定义与分类
定义
热力学等效平衡是指对于两个热力学系统， 如果它们在平衡态时的宏观性质相同，则称 这两个系统处于热力学等效平衡。
等效平衡
等效平衡一、概念：同一条件下，起始投料情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量相同，这样的平衡即为等效平衡。
由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。
在一定条件下，可逆反应或从正反应开始或从逆反应开始或从正逆反应同时开始，如果投料按反应方程式中的化学数关系投入，可以建立起相同的平衡状态（各物质的百分含量相同），这就是等效平衡的原理。
二、类别1.在恒温、恒容的条件下，对于反应前后气体分子数的可逆反应，如果物料的物质的量可以按化学计量数关系相互换算，则这些投料方式所形成的平衡等效。
2.在恒温、恒容的条件下，对于反应前后气体分子数的可逆反应，如果物料的物质的量按化学计量数关系换算成相同物质的物质的量成比例，则这些投料方式所形成的平衡等效。
（主要是指转化率相同）3.在恒温、恒压下，对于可逆反应，如果物料的物质的量按化学计量数关系换算成相同物质的物质的量成比例，则这些投料方式所形成的平衡等效。
三、要点1.看清楚条件是恒温恒压还是恒温恒容。
都有恒温条件，因为温度变化，平衡必然移动，也就不可能形成等效平衡。
2.分清楚反应前后的气体体积有无变化。
3.看清楚所形成的等效平衡，是必须各物质的量与原平衡相同还是成比例即可。
完全相同的为等同等效平衡，成比例即可为相似等效平衡。
4.分析不能形成等效平衡的反应，相对于原平衡是正向移动还是逆向移动。
5.“一边倒”的应用是非常准确，非常高效的判断等效平衡的方法，一定要熟练掌握。
练习：某温度下向1L密闭容器中充入1mol N2和3 mol H2，使反应N2+3H3达平衡，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表示时应满足的条件是：1.若x=0，y=0，则z= ；2.若x=0.75 mol，则y= ，z= ；3.x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z方程表示，其中一个含x、z，另一个含y、z) 。
等效平衡
1等效平衡一、概念：一个可逆反应在相同或不同条件下形成的若干个平衡体系中，当 相等时，这些平衡互为等效平衡。
由于化学平衡是否等效只与 有关，而与建立平衡的途径 。
在一定条件下，对于一个可逆反应的投料，不论是 ，如果投料量 相当时，这几种投料方式所形成的平衡中，相同组分的百分含量 。
例：在一定温度下，反应2SO 2（g ）＋O 2（g ）2SO 3（g ）,在两个容积相同的容器中进行。
在容器I 注入3molSO 2（g ）、1.5molO 2（g ）；在容器II 注入3molSO 3（g ）,反应2min 后达到平衡，测得两个容器内n(SO 2)都是2mol ，请分别求出平衡时容器I和容器II 中SO 2的物质的量分数并作出平衡体系各物质的量的变化曲线。
二、类型1.对于 的可逆反应（1）在 ，要使投料量 （质量守恒）。
例：向恒温恒容密闭容器中充入1mol N 2和3 mol H 2，使反应N 2+3H3达平衡，N 2百分含量为a 。
如果温度不变，只改变初始物质的加入量，要求N 2百分含量为a ，则N 2、H 2、NH 3的加入量用x 、y 、z 表示时应满足的条件是： 1.若x=0，y=0，则z= ；2.若x=0.75 mol ，则y= ，z= ；3.x 、y 、z 取值必须满足的一般条件是(用含x 、y 、z 方程表示，其中一个含x 、z ，另一个含y 、z) 。
例：在一定温度下的容积固定的密闭容器里充入1molC 和1mol 水蒸气，发生反应：C （s ）+H 2O （g ）CO （g +H 2（g ）。
当反应达到平衡时，测得水蒸气的浓度为Wmol/L ，如果起始按下列配比填料，平衡时水蒸气的浓度不为Wmol/L 的是（ ）A.2molC+1molCO+1molH 2B.1molCO+1molH 2C.2.5molC+2molH 2O(g)D.0.5molH 2O(g)+0.5molH 2+0.5molCO+0.5molC（2）在 ，要使投料量 （（投料使原子个数比相等）。
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一、复习预习1、化学平衡移动原理的内容是什么2、影响平衡移动的外界因素有哪些二、知识讲解考点1等效平衡定义对同一可逆反应，在一定条件下（常见的为或），起始投料方式不同（从正、逆或中间等方向开始），若达到的化学平衡同种物质的均相同，这样的平衡状态互称为等效平衡。
考点2等效平衡的常见分类和状态以如下反应为例：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)（1）如果m+n≠p+q①恒温恒容：使用极限转化分析法，一边倒后相同起始物质的物质的量。
达到平衡后各物质相等，相等，体积变化，压强变化，达到平衡后正逆反应速率。
唯一不同的是根据投料方式的不同会导致不同。
②恒温恒压：一边倒后相同起始物质的 相等。
达到平衡后各物质 相等， 相等，体积 变化，压强 变化，达到平衡后正逆反应速率 。
根据投料的量和方式的不同会导致反应热不同。
（2）如果m+n = p+q③一边倒后相同起始物质的 相等。
恒温恒压的话，达到平衡后体积未必相等；恒温恒容的话，除了体积相等，达到平衡后各物质浓度、压强、正逆反应速率都可能不同。
两种情况下反应热根据投料的量和方式的不同而不同。
比较见下表1.等效平衡解题建模过程对于反应N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，按照①、②、③的投料方式进行反应，（1）恒温恒容下，则所能达到等效平衡的状态为：①=②≠③。
③为①或②、④进行加压后的情况，对于这种△vg<0的情况,压强增大,平衡向正方向 移动, N 2转化率升高。
（2）恒温恒压下，则所能达到等效平衡的状态为：①=②=③。
对于反应H 2(g) +I 2(g)2HI(g) 按照⑤、⑥、⑦、⑧的投料方式进行反应，（3）恒温恒容下、恒温恒压下，则所能达到等效平衡的状态为：⑤=⑥=⑦=⑧。
基于上面几种类型的建模过程，对照表1可进行分析能量变化等情况，再应用于解题。
三、例题精析【例题1】【题干】2.0molPCl3和1.0molCl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应PCl 3(g) +Cl2(g) PCl5(g)，达到平衡时, PCl5为0.4mol，如果此时移走1.0molP Cl3和0.5mol Cl2,在相同温度下再达到平衡，PCl5的物质的量为（）。
A. 0.4molB. 0.2molC. 小于0.2molD. 大于0.2mol，小于0.4mol【答案】C【解析】此题属于恒温恒容，△Vg﹤0。
移走后，相当于一开始就是1.0mol PCl3和0.5mol Cl2在反应。
若平衡不移动，PCl5为0.2 mol。
若用虚拟隔板将体积压缩为一半，则移走前后互为等效平衡。
实际情况是要把隔板抽掉，压强变小，平衡左移，选C。
【例题2】【题干】温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl 5，反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表：下列说法正确的是A．反应在前50 s的平均速率为v（PCl3）=0.0032 mol•L-1•s-1B．保持其他条件不变，若升高温度，平衡时，c（PCl3）=0.11 mol•L-1，则反应为放热反应C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v(正)＞v(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入 2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%【答案】C【解析】此反应初始平衡状态用三行式分析如下：PCl 5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)C0（mol/L） 0.5 0 0C变（mol/L） 0.1 0.1 0.1C平（mol/L） 0.4 0.1 0.1A、由表中数据可知50s内，△n（PCl3）=0.16mol，根据v=△nV△t计算v（PCl3）；B、由表中数据可知，平衡时n（PCl3）=0.2mol，保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c（PCl3）=0.11 mol/L，则n′（PCl3）=0.22mol，根据平衡时n（PCl3），判断平衡移动方向，升高温度平衡向吸热反应方向移动；C.先求得平衡常数K=（0.1）2/0.4=0.025，再求相同温度下，更换投料方式后的浓度商Qc=（0.1）2/0.5=0.02, Qc﹤K,相当于在原来的平衡基础上增大了反应物的浓度（原平衡状态即为参照系），正逆反应速率均增大，要达到新的平衡分子应减小，分母应增大，平衡向正反应方向移动，达到平衡前v(正)＞v(逆)。
D.本题原平衡中PCl5的转化率为20%，采用一边倒的极限转化分析，若投料方式从逆向开始，则转化率为80%。
先建立原容器体积的两倍的模型，可得等效平衡的参照系，再把容器压缩为原容器，则平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率应大于80%。
【例题3】【题干】向体积不变的密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定条件下发生反应：N2(g)＋3H 2(g)2NH3(g)，平衡时混合气体共7 mol。
令a、b、c分别代表N2、H2、NH3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＝；(2)若a＝0.7，b＝2.1，则：①c＝②这时反应向进行；③若要维持反应开始时即向该反应方向进行，c的取值范围是；(3)欲使起始反应维持向正方向进行，则b的取值范围是。
【答案】⑴c＝4；(2) ① c＝2.6，②起始量5.4mol(0.7mol＋2.1mol＋2.6mol) ﹤7mol，向生成气体更多物质的量的逆向进行。
③为了维持反应开始向逆向进行，c：1<c≤4。
（3）b：4.5<b≤6。
【解析】根据题意，可以列三行式求得达到平衡时平衡时各成分的物质的量，设平衡时N2转化了x mol，N 2(g)＋3H2(g)2NH3(g)n0 （mol） 2 6 0n变（mol）x 3x 2xn平（mol）2－x 6－3x 2x依题意：(2－x)＋(6－3x)＋2x＝7，x＝0.5。
该题属于恒温恒容，△Vg≠0，一边倒后跟起始投料量完全一致时才能够达到等效平衡。
可利用极限转化（极转）的思维进行分析。
N 2 ＋ 3H22NH3n（原始投料/mol） 2 6 0n（其他投料/mol） a b cn（等效平衡投料/mol）a+c/2=2 b+3c/2=6 0n（平衡投料/mol） 1.5 4.5 1n（逆向投料/mol） 0 0 4解得（1）c＝4；(2) ① c＝2.6，②起始量5.4mol(0.7mol＋2.1mol＋2.6mol) ﹤7mol，向生成气体更多物质的量的逆向进行。
③为了维持反应开始向逆向进行，c：1<c≤4。
（3）b：4.5<b≤6。
四、课堂运用【基础】1.在一密闭的容器中充入2 mol A和1 mol 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：0.3 mol、C：1.4 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2.一定温度下，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2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。
其他条件不变时，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、2 mol CB、2 mol A和1 mol BC、1 mol B和1 mol CD、2 mol A、3 mol B和3 mol C3.已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0。
有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。
欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是( )A、甲、乙提高相同温度B、甲中加入0.1 mol He，乙不变C、甲降低温度，乙不变D、甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2【巩固】1. 已知2SO 2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；ΔH ＝－197 kJ·mol－1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mol SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2；(丙) 2 mol SO3。
恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（）A．容器内压强P：P甲＝P丙 > 2P乙B．SO3的质量m：m甲＝m丙 > 2m乙C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙 > k乙D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙 > 2Q乙2. 有甲、乙两个完全相同的容器，发生反应A(g) + 2B(g)= 2C(g)，向甲容器中加入1molA(g)和4molB(g)，在一定条件下达到平衡时的热效应（吸热或放热）为Q，在相同条件下向乙容器中加入2molC(g) 和2molB(g)，达到平衡时的热效应（放热或吸热）为4Q。
则甲容器中B 的转化率为。
【拔高】1. 向体积可变的密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH 3(g)，平衡时混合气体共7 mol。
令a、b、c分别代表N2、H2、NH3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＝；若a＝0.7，b＝2.1，c＝；（2）若初始投入量为a＝1，b＝4，能否达到跟上述平衡的等效平衡状态？2.某温度下，H2（g）+CO2(g)H2O（g）+CO(g)的平衡常数K=9/4．该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如右表所示。
下列判断不正确的是( )A、平衡时，乙中CO2的转化率大于60%B、平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60％C、平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/LD、反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢课程小结解决等效平衡的问题，主要是找到等效平衡的参照系，进行与基本等效平衡类型建模比较分析。
表1把能量变化纳入平衡移动的角度来分析，不难理解为何近年考题热衷这个综合的角度，这非常有利于全面理解化学反应原理，培养学生严谨求实的科学态度，与课程标准要求一致。
课后作业【基础】1. 保持恒温、恒容，在某密闭容器中发生反应：2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)．现分别从两条途径建立平衡：Ⅰ——从正反应开始，A、B的起始物质的量均为2 mol；Ⅱ——从逆反应开始，C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。