1、1等效平衡及应用在一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应体系，起始加入的物质的量不同，而达到化学平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。其中等效平衡体系中若反应是在恒温、恒容条件下，反应混合物中各成分的浓度、物质的量、质量分数均相同，类似于几何学上的全等图形，我们称之为同一平衡状态。因此，同一平衡状态属等效平衡中的一种。化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强)有关，与途径无关。建立平衡状态通常有 4 条途径：正向建立；逆向建立；从中间某状态建立；反应物分批加入。对不同的起始状态，通常假定反应沿某一方向进行到底，将所得物质的量与标准状态比较，规律如
2、下：(1)反应前后气体体积之和不等的可逆反应，如 2SO2(g)O 2(g)2SO 3(g)，恒温、恒容投料相同，或恒温、恒压投料成比例，即为等效平衡。(2)反应前后气体体积之和相等的可逆反应，如 2HI(g)I 2(g)H 2(g)，恒温、恒容或恒温、恒压，两种情况均是投料成比例，即为等效平衡。(1)对于恒温、恒容条件下的体积可变的反应如果按化学方程式中的化学计量关系转化为同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的，如常温、常压下的可逆反应：2SO 2 O 2 2SO 3 2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5
3、mol 0.25 mol 1.5 mol上述三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则 SO2 均为2 mol，O 2 均为 1 mol，三者建立的平衡状态完全相同，我们称之为等效平衡，又称之为同一平衡状态。(2)对于恒温、恒容条件下的体积不变的反应2如果按化学方程式中的化学计量关系转化为同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则建立的化学平衡状态是等效的，如：H 2(g) I 2(g) 2HI(g) 1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2 mol 1 mol上述两种配比，按化学方程式的化学计量关系转化为反应物，两种情况下H2(g)与 I2(g)的
4、物质的量之比均为 11，因此上述两种情况下建立的化学平衡状态是等效的。(3)对于恒温、恒压条件下的可逆反应(体积可变或体积不可变)如果按化学方程式中的化学计量关系转化为同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。例题：在一固定容积的密闭容器中充入 3 mol A 和 1 mol B，发生反应：3A(g)B(g) xC(g)，达到平衡后，C 的体积分数为 w%。若维持容器体积和温度不变，将 0.9 mol A、0.3 mol B 和 2.1 mol C 作为起始物质，达到平衡后，C 的体积分数仍为 w%，则 x 值可能为( )。A1 B2 C3 D
5、任意值3化 学 平 衡 计 算 的 一 般 思 路 和 方 法化学平衡的计算一般涉及到各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等，通常的思路是写出平衡式，列出相关量(起始量、变化量、平衡量)，确定各量之间的关系，列出比例式或等式或依据平衡常数求解。如以下反应：mA(g) nB(g) pC(g)qD(g)，令 A、B 起始物质的量(mol) 分别为 a、b，达到平衡后，A 的消耗量为 mx，容器容积为 V L。mA(g) nB(g) pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px
6、qx则有：(1)K (pxV)p(qxV)q(a mxV )m(b nxV )n(2)对于反应物：n(平)n (始)n(变)；对于生成物：n(平) n(始) n(变)。(3)c 平 (A) 。a mxV(4)(A)平 100%，(A)(B) 。mxa mxa nxb mbna(5)(A) 100%。a mxa b p q m nx(6) 。p平 p始 a b p q m nxa b(7)(混 ) (gL1 )aMA bMBV4(8) (gmol1 )。MaMA bMBa b p q m nx平衡转化率对于一般的化学反应： aA(g) bB(g) cC(g) dD(g)，达到平衡时反应物A 的转化率为：(A) 100% 100%c 平 (A)为平衡A的 初 始 浓 度 A的 平 衡 浓 度A的 初 始 浓 度 c0 A c平 Ac0 A时 A 的浓度， c0(A)为起始时 A 的浓度(1)同一个反应中，反应物可以有多种，但不同反应物的转化率可能不同。(2)增大一种反应物的浓度，可以提高其他反应物的转化率，工业生产中常常提高廉价原料的比例，从而增大昂贵原料的利用率，如工业合成氨中增大氮气的浓度，从而提高氢气的转化率。(3)对于一个确定的化学反应，温度一定，平衡常数只有一个，但是平衡常数与平衡转化率之间存在一定的关系，用平衡常数可以计算平衡转化率，用平衡转化率也可以计算平衡常数。5
