等效平衡及其应用

编号
已知 ① ②
H2 1 2 0 m
起始状态（mol） Br2 HBr 2 0 4 0 1 0.5
平衡时HBr的 物质的量(mol) a 2a 0.5a (n-m)a
③
n(n≥2m)
2(n-2m) X
(m+X/2):(n+X/2)=1:2
X= 2(n-2m) (M+X/2)= (n-m)
[例2]（ 2007年高考四川卷）向某密闭容器中充入 1molCO和2molH2O（g），发生反应： CO+H2O (g) 催化剂 CO2 +H2。当反应达到平衡时， CO的体积分数为高温 x。若维持容器的体积和温度不变， 起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( B )。 A.0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2
1.5molCO+3molH2O 2molCO+2molH2O n(CO):n(H2O)=1:2 体积分数等于X
B.1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2
n(CO):n(H2O)=1:1>1:2 体积分数大于X
C.0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2
③ X、Y、Z应满足的一般条件
X+Z/2=2 , Y+3Z/2=6
2.恒温、恒容条件下：（前后体积不变） 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应， “一边 倒”后只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平 衡相同，则两平衡等效。两平衡中,同一物质的百分含量 相同，但浓度和物质的量不同。 500℃ ,aL密闭容器中发生如下反应: H2+Br2 2HBr
（3）几个等效平衡中，平衡混合物各组分的百分含量 对应相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。
二、等效平衡的条件： 1.恒温、恒容条件下等效平衡的条件:（前后体积变 化） 对反应前后气体分子数改变的反应(即△n≠0):要求 相同物质的起始物质的量相等； 实际上，两个平衡状态完全相同，或者说两个平衡 状态就是同样一个平衡状态(百分含量相等，n、c 、p 相等)。 相同物质的起始物质的量相等是指：所加物质“一 边倒” （用极限法，按照反应式计量数转换到反应式 的一边 ——俗称：“一边倒”）后对应物的物质的量 相等。
2SO2+O2 [例1] 在500℃体积为1L的容器中， 起始状态(Ⅰ) 4mol SO2 2mol O2 平衡状态 SO2: 1mol O2 ：0.5mol SO3 : 3mol
催化剂 加热
2SO3
起始状态(Ⅱ)
4mol SO3
2mol SO2 1mol O2 2mol SO3 起始状态(Ⅲ)
三个平衡状态 完全相同 称为等效平衡
③X、Y、Z应满足的一般条件是 X：Y=1：3， Z≥0
。
等效平衡小结
条件 等效条件 结果 两次平衡时各组分百 分量、n、c均相同 两次平衡时各组分百 分量相同，n、c同比 例变化 两次平衡时各组分 百分含量、c相同， n同比例变化
恒温恒容 (△n(g)≠0)
恒温恒容 (△n(g)=0)
投料换算成 相同物质表 示时，n相同
等效平衡
一、等效平衡的概念 在相同的条件下，对同一可逆反应，不论从正反应开始 还是从逆反应或是正逆反应同时开始，均能达到同一平 衡平衡状态，即平衡时相应组分的含量（转化率、体积 分数、质量分数）相同，这样的平衡称为等效平衡。
[思考与交流]如何理解等效平衡概念？ （1）一定条件下：通常可以是① 同T、同V；②同T、 同P。 （2）平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关。 即①无论反应从什么方向开始；②投料是一次还是分 成几次。）只要起始浓度相当，就能达到等效平衡状态。
[变式训练]某温度下，向某密闭容器中加入2molN2和
6molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数
为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后
NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、
Y、Z表示应满足： 在恒定T、V时 ： ① 若X=0，Y=0，则Z= 4mol 。 ②若X=0.5mol，Y= 是 1.5mol ，Z= 。 3mol 。
投料换算成相 同物质表示时 等比例 投料换算成相 同物质表示时 等比例
恒温恒压
• 一个方法：“一边倒” • 两种投料方式：等量投料，等比投料 • 三类等ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平衡：
1.恒温、恒容条件下，前后体积变化 2.恒温、恒容条件下，前后体积不变 3.恒温、恒压条件下，任意可逆反应
0.9molCO+1.9molH2O n(CO):n(H2O)=1:1<1:2 体积分数小于X
D.0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2
1molCO+2molH2O n(CO):n(H2O)=1:2=1:2 体积分数等于X
3.恒温、恒压条件下： 无论可逆反应前后气体分子数是否变化，“一边倒” 后只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡 相同，则两平衡等效。两平衡中,同一物质的百分含量、 浓度相同，但物质的量不同。 [变式训练]某温度下，向某密闭容器中加入2molN2和 6molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数 为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后 NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、 Z表示应满足： 在恒定T、P时： ① 若X=0、Y=0，则Z >0 。 ②若X=0.5mol, 则Y =1.5mol ，Z ≥0 。