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1、等效平衡一、概念一、概念在一定条件（恒温恒容或恒温恒压)下，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,在达到化学平衡状态时，任何相同组分的含量(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(包括“相同的平衡状态”）。概念的理解:(1)外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。（2)“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”是指在达到平衡状态时,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，但各组分的物质的量、浓度可能不同。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
2、等可以不同。（3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如：无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始投料是一次还是分成几次反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程,)只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。二、等效平衡的分类二、等效平衡的分类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 I 类类:恒温恒容下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V0 的体系)：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量物质的量与原平衡起始态相同相同。IIII 类：类：恒温恒容下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
3、的比例物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。IIIIII 类：类：恒温恒压下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）的物质的量的比物质的量的比例例与原平衡起始态相同，两平衡等效。解题的关键,读题时注意勾画出这些条件，读题时注意勾画出这些条件，分清类别,用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题三、例题解析三、例题解析I I 类类:在恒温恒容下恒温恒容下，对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应，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。例 1：在一定温度下
4、，把 2 m和moO2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应，,当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平的衡状态。现在该容器中维持温度不变,令 a、b、分别代表初始时加入的物质的量（ol)，如果a、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：()若 a=0,b,则=_。（2）若 a=0.5，则 b=_,=_。(3)、b、c 的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)IIII 类：类：在恒温恒容下恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应
5、,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。例 2:在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应:已知加入 1 molH2和 2mol r2时，达到平衡后生成 a ol HBr(见下表已知项），在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号的状态，填写下表中的空白。IIIIII 类类:在恒温恒压下恒温恒压下，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。例 3：如图所示,在一定温度下，把体积 N2和体积 H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通
6、，容器中发生以下反应:(正反应放热),若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7 体积。据此回答下列问题:（1)保持上述反应温度不变,设 a、分别代表初始加入的 N2、H和 N的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么:若 a=1,c2,则=_。在此情况下,反应起始时将向_(填“正”或“逆”)反应方向进行。若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则 c 的取值范围是_。（2)在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为.5 体积，则可采取的措施是_,原因是_。例 4：(一)恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：(1)若开始时放入 l和 1 ol B，达到平衡后,
7、生成 a mol，这时 A 的物质的量为_ ml。(）若开始时放入 3 mol A 和 3mol B，达到平衡后,生成 C 的物质的量为_ml。（3）若开始时放入 x mol、ol B和 1 mol C,达到平衡后,A 和的物质的量分别为 ml 和 3a mol，则 x=_,y=_。平衡时，的物质的量_(填编号）。（甲）大于 2 mol(乙）等于 2 mo（丙)小于 2 mol（丁）可能大于、等于或小于 2ol（4)若在(3）的平衡混合物中再加入 3 mol C,待再次达到平衡后，的物质的量分数是_。(二)若维持温度不变，在一个与（一)反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。（5）开始时放入 1ml A 和 1 B 到达平衡后生成 molC。将 b 与（1)小题中的进行比较_(填编号)。（甲）ab（乙）b（丙)ab（丁)不能比较 a 和 b 的大小作出此判断的理由是_。答案:例一：(1)1.(2)0.25,1.（3)例三：（1)3.逆。(降温）例四:()-a(2）3a()=2.y=3-3a 丁(4)a/2-（5)甲