例题解析——等效平衡

等效平衡
【例1】：在一个固定容积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B，
反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，C的浓度为W mol/L。

若维持体积和温度不变，按下列配比作为起始条件，达到平衡后，C的浓度也为W mol/L的是（）A．4mol A+1mol B B．3mol C+1mol D
C．1mol C+1mol D D．1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
若一个可逆反应经过不同途径、不同起始物的量达到平衡后，平衡状态相同或对应各物质的物质的量分数或体积分数（对气体而言）相同，则这两个平衡为等效平衡
平衡理论中非常重要的一条是：平衡的建立与途径无关。

所以：
判断一个可逆反应经过不同途径而建立起来的平衡是否为等效平衡，可采用极限思考的方法，假设各种起始物质的配比量完全转化成反应物或生成物时，转化得到的反应物或生成物的量相当，则必然各种起始状态最终达到平衡时，各种平衡组分的量相等。

【例2】：在一定温度下，把2摩尔SO2和1摩尔O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO 2+O22SO3。

当此反应进行到一定程度时，反应混和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SO2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相互关系，才能保证达到平衡时，反应混和物中三种气体的百分含量仍和上述平衡时的完全相同。

请填写下列空白：（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（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）：、。

【例3】：有一可逆反应：2A(g)+3B(g)x C(g)+4D(g)，若按下列两种配比，在同温、同体积的密闭容器中进行反应。

①0.8mol A，1.2mol B，1.2mol C，2.4mol D
②1.4mol A，2.1mol B，0.6mol C，1.2mol D 达到平衡后，C的质量分数相同，则x
的值为（）
A．1 B．2 C．3 D．4
【例4】：在一定温度下，把1摩尔N2(g)和3摩尔H2(g)通入恒压的容器里，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于化学平衡状态，N2(g)的含量为a％。

若维持压强和温度不变，按下列配比作为起始条件，达到平衡后，N2(g)的含量也为a％的是（）
A．2摩尔N2 (g)＋6摩尔H2 (g) B．2摩尔NH3 (g)
C．1摩尔NH3 (g) D．0.5摩尔N2 (g)＋1.5摩尔H2 (g) ＋1摩尔NH3 (g)
【例5】：在一定温度下，把1摩尔H2(g)和1摩尔I2(g)通入一个固定容积的密闭容器里，发
生如下反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)。

当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于化学平衡状态，I2(g)的含量为a％。

若维持体积和温度不变，按下列配比作为起始条件，达到平衡后，I2(g)的含量也为a％的是（）
A．2摩尔H2(g)＋2摩尔I2(g) B．2摩尔HI(g)
C．1摩尔HI(g) D．0.5摩尔H2(g)＋0.5摩尔I2(g) ＋1摩尔HI(g)
在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种：
I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。

II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△V=0的体系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。

III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。