等效平衡例题解析

等效平衡

一、等效平衡的原理

在一定条件（定温、定容或定温、定压）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。

二、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 + 02-------------- 2 SO 3

①2mol 1mol 0

②0 0 2mol

③1mol 0.5mol 1mol

①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。

三、等效平衡的规律

1、定温、定容条件下的等效平衡

I类：在定温、定容条件下，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。

n类：在定温、定容条件下，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。

2、定温、定压条件下的等效平衡

在定温、定压条件下，对于反应前后气体化学计量数任意型的可逆反应，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。

四、等效平衡的解题思想一一极值法

无论平衡从哪个方向建立，在判断时，都可以根据题给条件，把生成物全部推算

成反应物或把反应物全部推算成生成物，再与平衡开始时加入的物质的量相比较。

推算公式是：某反应物的物质的量+变成生成物而消耗了该反应物的物质的量=原来该反应物的物质的量

理解了上述等效平衡的概念和建立方法，就能顺利应用到实际的解题中。

五、等效平衡的应用

等效平衡的应用通常有三类，第一类是改变起始加入量，第二类是反应物分批加入，

第三类是等效平衡的综合应用，现就此例析如下。

1、改变起始加入量时有关等效平衡的计算

⑴改变起始加入量判断平衡时体积分数的大小

例1 （2005年江苏化学卷，18题）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：

2A（g）+B（g），若反应开始时充入2molA和2molB，达到平衡后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的体积分数大于a%的是

（）

A、2molC

B、2molA、ImolB 和ImoIHe （不参加反应）

C、ImolB 和ImolC

D、2molA、3molB 和3 molC

解析：本题考查了上述定温、定容”条件下的等效平衡规律中的第2类等效平衡问题。首先

把各选项中的C都折算成A和B,再与题干相比较。选项A中把2molC ”完全转化为4/3molA

和2/3molB ”，可设想分两步进行，第一次先加入4/3molA和4/3molB，与题干中比例一致，与原平衡等效，平衡后A的体积分数为a%，第二次再移走2/3molB，会使平衡逆向移动，A的物质的量增加（但总物质的量减小），故平衡后A的体积分数大于a% ;选项B中所充

入的ImoIHe "不能改变各组分分压，对平衡无影响，只需分析加入2molA、ImolB "的情况

即可，其分析原理与选项A类似，故平衡后A的体积分数也大于a% ;选项C中把ImolB 和

ImolC ”完全转化为4/3molA和5/3molB ”，也可假设分批加入，第一次先加入4/3molA

和4/3molB，与原平衡等效，平衡后A的体积分数为a%，第二次再加入1/3molB，会使平衡正向移动，A的物质的量减小（但总物质的量增加），故平衡后A的体积分数小于a% ；

选项D中把2molA、3molB和3 molC ”完全转化为4molA和4molB ”，与原平衡等效，平衡后A 的体积分数为a%。故符合题意的为AB。

⑵改变起始加入量时计算平衡时物质的量浓度大小

例2（2004年北京理综卷，14题）在一定温定容的密闭容器中有如下平衡：H2（g）+b（g）2HI（g），已知H2和I2的起始浓度均是0.10mol/L，达到平衡时HI的浓度为0.16 mol/L，

若出和-的起始浓度均变为0.20mol/L时，则平衡时的出浓度（mol/L）是（）

A、0.16mol/L

B、0.08mol/L

C、0.04mol/L

D、0.02mol/L

解析此题仍运用等效平衡规律处理，仍假设第一种情况的反应体系的体积为VL,第二种情

况的反应体系的体积为2VL，则在等温条件下，两者建立等效平衡。其中H2的平衡浓度相同，为0.02mol/L （由第一种情况平衡时，HI浓度为0.16mol/L，可推知出转化浓度为

0.08mol/L，则剩余浓度为0.02mol/L得）。这样，由第二种情况的反应体积为2VL压缩到VL

时，平衡不移动，但出、I2和HI的浓度均增大2倍，所以出的平衡浓度则为0.04mol/L。应选C。

⑶利用等效平衡讨论可逆反应化学计量数

例3、在一固定体积的密闭容器中，充入2molA和1molB，发生反应2A（g）+B（g） --- x C （g），

达平衡后，C的体积分数为W%，若维持容器容积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始配比投入，达平衡后，C的体积分数也为W%，则x的值为（）