1.對(duì)于反應(yīng)A(s)+2B(g)3C(g)；△H＞0，C%跟外界條件X、Y的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ( 　　)　　　　　　　　　　　　　

　　 A．Y表示溫度，X表示壓強(qiáng)，且Y₃＞Y₂＞Y₁

B．Y表示壓強(qiáng)，X表示溫度，且Y₃＞Y₂＞Y₁

C．X表示壓強(qiáng)，Y表示溫度，且Y₁＞Y₂＞Y₃

D．X表示溫度，Y表示壓強(qiáng)，且Y₁＞Y₂＞Y₃

4．實(shí)戰(zhàn)演練

2.建立等效平衡的條件

(1)．恒溫恒壓下或恒溫恒容下，對(duì)于同一可逆反應(yīng)，若兩初始狀態(tài)有相同的物料關(guān)系，則達(dá)到平衡后兩平衡等效且實(shí)為同一平衡。

此處的相同是指廣義的相同，即只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成平衡式左右兩邊中某一邊的物質(zhì)的量，若兩者相同則為有相同的物料關(guān)系。如：

N₂+3H₂2NH₃

則①②③為具有相同的物料關(guān)系。

(2)．在恒溫恒壓下，對(duì)于同一可逆反應(yīng)，若兩初始狀態(tài)具有相當(dāng)的物料關(guān)系，則達(dá)到平衡后，兩平衡互為等效平衡。

此處的相當(dāng)是指按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成左右兩邊中同一邊物質(zhì)的量之比相同。

例如：N₂O(g)+2O₂(g)N₂O₅(g)

①中n(N₂O)∶n(O₂)=2∶3

②中n(N₂O)∶n(O₂)=3∶4.5＝2∶3

③n(N₂O)∶(O₂)=(2.5+1.5)∶(3+3)=2∶3

則①②③的量相當(dāng)。

由此可知：化學(xué)平衡的建立，僅僅與反應(yīng)條件有關(guān)，而與化學(xué)平衡的建立的過(guò)程無(wú)關(guān)，這就是說(shuō)，對(duì)同一個(gè)可逆反應(yīng)，在同樣的條件下，無(wú)論反應(yīng)是從正反應(yīng)開(kāi)始，或是從逆反應(yīng)開(kāi)始，或是從兩個(gè)方向同時(shí)開(kāi)始(即既有反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物，同時(shí)也有生成物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物)，最終都能達(dá)到完全相同的平衡狀態(tài)，也就是平衡體系中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(氣體的體積分?jǐn)?shù))各保持一定而不變。

　 對(duì)于一般可逆反應(yīng)，在定溫、定容條件下，只改變起始加入情況，只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等同(也等效)。對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，在定溫、定容或定溫、定壓條件下，只改變起始時(shí)加入情況，只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)計(jì)量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則二平衡等效(不一定等同)。

例5． 在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：　　 N₂+3H₂2NH₃ 已知加入1 mol N₂、4 mol H₂時(shí)，達(dá)到平衡后生成a mol NH₃(見(jiàn)表中已知項(xiàng))，在相同溫度和壓強(qiáng)下保持平衡后各組分體積分?jǐn)?shù)不變，對(duì)下列編號(hào)②-④的狀態(tài)，填寫(xiě)表中空白。

解析：由題意知②與①的平衡狀態(tài)互為等效平衡，②中平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量為①的一半，設(shè)①達(dá)到平衡的過(guò)程如下圖。

設(shè)想我們可以用隔板將①中平衡狀態(tài)均分為A、B兩部分，那么A(B)與整體當(dāng)然處于等效平衡且A(B)中NH₃的量為0.5a mol，所以我們可認(rèn)為A(B)部分為②的平衡態(tài)，那么達(dá)到B平衡態(tài)的初始狀態(tài)當(dāng)然也為達(dá)到①平衡態(tài)的初始狀態(tài)的一半，即可用下圖表示：

即達(dá)到②的平衡的初始的物質(zhì)的量為：

n(N₂)=0.5mol、n(H₂)=2mol、n(NH₃)=0 mol

而經(jīng)過(guò)等量互換，當(dāng)n(NH₃)＝1mol時(shí)，

n(N₂)=0mol n(H₂)=1.5mol

同理知①為③這個(gè)整體的2／3，故③達(dá)到平衡時(shí)n(NH₃)=

同理，設(shè)始態(tài)NH3為x，平衡時(shí)NH3為y，則

得x=2(g-4m) y=(g-3m)a

[點(diǎn)撥]

　這類(lèi)等效平衡可形象地理解為整體與局部的關(guān)系。即在恒溫恒壓下，當(dāng)兩初始狀態(tài)符合局部與整體的關(guān)系時(shí)，那么相對(duì)應(yīng)的平衡態(tài)也就符合局部與整體的關(guān)系。反之亦然。

1.等效平衡的含義：在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的分?jǐn)?shù)(體積、物質(zhì)的量)均相等，這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)為等效平衡。

在等效平衡中，還有一類(lèi)特殊的平衡，不僅任何相同組分x的分?jǐn)?shù)(體積、物質(zhì)的量)均相同，而且相同組分的物質(zhì)的量均相同，這類(lèi)等效平衡又互稱(chēng)為同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。

如：N₂+3H₂2NH₃在下列四個(gè)容器A、B、C、D中均處于平衡狀態(tài)，各組分物質(zhì)的量分別為如下所示。

B．a(chǎn) mol N₂，b mol H₂，c mol NH₃

C．1 mol N₂，3 mol H₂，0 mol NH₃

D．0 mol N₂，0 mol H₂，2 mol NH₃

若A、B兩容器T、p相同，則A、B兩平衡互為等效平衡。

若C、D兩容器T、V相同，則C、D兩平衡互為同一平衡。

3、定溫、不定壓、不定容條件下的等效平衡　

例8．在一定溫度下,將2molHI氣體充入一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)

HI(g) H₂(g)+I₂(g),反應(yīng)達(dá)平衡后,H₂的體積分?jǐn)?shù)為m%。若其他條件不變,容器的容積變?yōu)樵瓉?lái)的一半,平衡時(shí)H₂的體積分?jǐn)?shù)為????�！�

解析：容器的容積變?yōu)樵瓉?lái)的一半,體系的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，所以平衡不移動(dòng)，H₂的體積分?jǐn)?shù)仍為m%，各物質(zhì)的濃度均為原來(lái)的2倍，反應(yīng)速率加快。

答案：H₂的體積分?jǐn)?shù)為m%　

　[ 方法提示]

2、定溫、定壓條件下的等效平衡　

例7．在恒溫恒壓條件下，向可變的密閉容器中充入3LA和2LB發(fā)生如下反應(yīng)3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g),達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度不變，將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x、y的值分別為(　　)　

A、x=3、y=1　B、x=4、y=1 　C、x=5、y=1　D、x=2、y=3　 E、x=10、y=2 　

解析：

該反應(yīng)起始反應(yīng)物的量比0.6:0.4=3:2符合化學(xué)方程式中反應(yīng)物的系數(shù)比,若4LC、0.8LD恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時(shí)，必須x:y=5:1，但此時(shí)x+y≠2+3，故在恒溫恒壓條件下,符合x(chóng):y=5:1的所有x、y的值不符合題意。若4LC、0.8LD不能恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時(shí)，則不能達(dá)到與開(kāi)始時(shí)等效的平衡狀態(tài)。當(dāng)x=5、y=1時(shí)，用極端假設(shè)法“4LC、0.8LD”可轉(zhuǎn)化為“2.4LA、1.6LB”，反應(yīng)物的起始量相當(dāng)于“3LA、2LB”,與原起始量相同，能達(dá)到與開(kāi)始時(shí)相同的平衡狀態(tài)，故正確答案為C�！�

1、定溫、定容條件下的等效平衡　 例5：在一個(gè)固定容積的密閉容器中加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為wmol/L。若維持容器的容積和溫度不變，按下列情況配比為開(kāi)始濃度，達(dá)到平衡后C的濃度仍為wmol/L的是(　)　

A、4molA+2molB 　

B、2molA+1molB+3molC+1molD

C、3molC+1molD+1molB 　

D、3molC+1molD 　

E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

［解析］

這是一道關(guān)于等效平衡的題，常用極端假設(shè)法分析。將“3molC+1molD”轉(zhuǎn)化為“2molA+1molB”將.5molC+0.5molD”轉(zhuǎn)化為“1molA+0.5molB”。則B組起始狀態(tài)相當(dāng)于4molA+2molB”，C組起始狀態(tài)相當(dāng)于“2molA+2molB”，E組起始狀態(tài)相當(dāng)于“2molA+1molB”。顯然，A、B、C組的起始量與“2molA+1molB”　的起始量不同，均不能達(dá)到與其相同的平衡狀態(tài)，而D、E組的起始量與“2molA+1molB”　的起始量相同，能達(dá)到與其相同的平衡狀態(tài)。故正確答案為D、E。

答案：D　 E　

例6．在一定溫度下，把2mol SO₂和1molO₂通入一個(gè)一定容積的密閉容器里，發(fā)生反應(yīng)2SO₂+O₂ 2SO₃，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)SO₂、O₂和SO₃的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)完全相同。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：

(1)若a=0，b=0，則c=____。

(2)若a=0.5mol，則b=____，c=____。

(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c)____。

　[解析] 對(duì)于本題來(lái)說(shuō)，要達(dá)到同一平衡狀態(tài)，其外界條件相同，就是同溫、同壓時(shí)有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量要符合如下關(guān)系：

(1)若反應(yīng)從正反應(yīng)開(kāi)始，必須是2molSO₂，1molO₂；

(2)若反應(yīng)是從逆反應(yīng)開(kāi)始，必須是2molSO₃；

(3)若反應(yīng)是從正、逆反應(yīng)兩個(gè)方向開(kāi)始，則把SO₃看作是由SO₂和O₂轉(zhuǎn)化而來(lái)的，把SO₃的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO₂和O_2，然后這部分物質(zhì)的量再分別加上原有的SO₂和O₂的量，看看是否能達(dá)到2molSO₂和1molO₂；或使SO₂、O₂的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO₃，然后這部分物質(zhì)的量再加上原有的SO₃的量，看看是否能達(dá)到2molSO₃。

[答案] (1) 2mol。(2) 0.25mol，1.5mol。(3) a+c=2，2b+c=2。

3．曲線的相對(duì)位置、變化趨勢(shì)決定了化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，若溫度變化引起的平衡移動(dòng)，即可確定可逆反應(yīng)中是Q＞0還是Q＜0；若因壓強(qiáng)改變引起的平衡移動(dòng)，即可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對(duì)大小

等效平衡的探討

2．曲線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下處于平衡狀態(tài)；而不在曲線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下未達(dá)到平衡狀態(tài)，但能自發(fā)進(jìn)行至平衡狀態(tài)．

1．圖象均為曲線．