1樓：匿名使用者
等效平衡
等效平衡問題是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)來進行的有關判斷和計算問題，即利用與某一平衡狀態等效的過渡平衡狀態(相同平衡)進行有關問題的分析、判斷，或利用相似平衡的相似原理進行有關量的計算。所以等效平衡也是一種思維分析方式和解題方法。這種方法往往用在相似平衡的計算中。
由上敘述可知，相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的，相同平衡是指有關同一平衡狀態的一類計算，相似平衡是指幾個不同但有著比值關係的平衡的一類計算，而等效平衡則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。
建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關，一是恆溫恆容，一是恆溫恆壓。
①在恆溫、恆壓下，只要能使各物質的初始物質的量分別相等，就可以建立相同平衡。兩個平衡的所有對應平衡量(包括正逆反應速率、各組分的物質的量分數、物質的量濃度、氣體體積分數、質量分數等)完全相等。只要能使各物質初始物質的量之比相等就可以建立相似平衡。
即兩平衡的關係是相似關係。兩平衡中各組分的物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等；而兩平衡中的正逆反應速率、各組分平衡時的物質的量及物質的量濃度等對應成比例。
②在恆溫、恆容下，只要使各物質初始濃度相等即可建立相似平衡。即兩平衡的關係是相似關係。兩平衡中的正、逆反應速率、各組分平衡時的物質的量濃度、物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等；而兩平衡中各組分平衡時的物質的量等對應成比例。
注意事項:
1、平衡等效，轉化率不一定相同
①若是從不同方向建立的等效平衡，物質的轉化率一定不同。如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2m(g)+ n(g)=2e(g)，若起始時充入2mole，達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%，則e的轉化率是40%；若開始時充入2molm和1moln，達到平衡後，m的轉化率是60%。
②若是從一個方向建立的等效平衡，物質的轉化率相同。如恆溫恆壓容器中發生反應2e(g) =2m(g)+ n(g)，若起始時充入2mole，達到平衡時m的物質的量為0.8mol，則e的轉化率是40%；若開始時充入4mole，達到平衡後m的物質的量為1.
6mol，則e的轉化率仍為40%。
2、平衡等效，各組分的物質的量不一定相同
①原料一邊倒後，對應量與起始量相等的等效平衡，平衡時各組分的物質的量相等。
②原料一邊倒後，對應量與起始量比相等(不等於1)的等效平衡，平衡時各組分的物質的量不相等，但各組分的物質的量分數相等。
等效平衡問題由於其涵蓋的知識豐富，考察方式靈活，對思維能力的要求高，一直是同學們在學習和複習“化學平衡”這一部分內容時最大的難點。近年來，沉寂了多年的等效平衡問題在高考中再度升溫，成為考察學生綜合思維能力的重點內容，這一特點在2023年和2023年各地的高考題中體現得尤為明顯。很多同學們在接觸到這一問題時，往往有一種恐懼感，信心不足，未戰先退。
實際上，只要將等效平衡概念理解清楚，加以深入的研究，完全可以找到屢試不爽的解題方法。
等效平衡問題的解答，關鍵在於判斷題設條件是否是等效平衡狀態，以及是哪種等效平衡狀態。要對以上問題進行準確的判斷，就需要牢牢把握概念的實質，認真辨析。明確了各種條件下達到等效平衡的條件，利用極限法進行轉換，等效平衡問題就能迎刃而解了。
一． 概念辨析
概念是解題的基石。只有深入理解概念的內涵和外延，才能在解題中觸類旁通，遊刃有餘。人教版教材對等效平衡概念是這樣表述的：
“實驗證明,如果不是從co和h2o(g)開始反應,而是各取0.01molco2和0.01molh2,以相同的條件進行反應,生成co和h2o(g),當達到化學平衡狀態時，反應混合物裡co、h2o(g)、co2、h2各為0.
005mol,其組成與前者完全相同（人教版教材第二冊(必修加選修)第38頁第四段）。”這段文字說明了，化學平衡狀態的達到與化學反應途徑無關。即在相同的條件下,可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始，還是從既有反應物又有生成物開始，達到的化學平衡狀態是相同的，平衡混合物中各組成物質的百分含量保持不變，也就是等效平衡。
等效平衡的內涵是，在一定條件下（等溫等容或等溫等壓），只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡後，任何相同組分的質量分數（或體積分數）都相同，這樣的平衡互為等效平衡。
等效平衡的外延是它的分類，即不同型別的等效平衡以及其前提條件，這在具體的解題過程中有更廣泛的應用。等效平衡可分為三種型別：
（1）等溫等容下，建立等效平衡的條件是：反應物的投料相當。例如，在恆溫恆容的兩個相同容器中，分別投入1mol n2、3mol h2 與2mol nh3，平衡時兩容器中nh3的質量分數相等。
（2）等溫等壓下，建立等效平衡的條件是：反應物的投料比相等。例如，在恆溫恆壓條件下的兩個容器中，分別投入2.
5mol n2、5mol h2 與5mol n2、10mol h2，平衡時兩容器中nh3的質量分數相等。
（3）對於反應前後氣體體積數不變的可逆反應，無論是等溫等容還是等溫等壓，只要按相同比例加入反應物和生成物，達平衡後與原平衡等效。
二． 方法指導
解等效平衡的題，有一種基本的解題方法——極限轉換法。由於等效平衡的建立與途徑無關，不論反應時如何投料，都可以考慮成只加入反應物的“等效”情況。所以在解題時，可以將所加的物質“一邊倒”為起始物質時，只要滿足其濃度與開始時起始物質時的濃度相同或成比例，即為等效平衡。
但是，要區分“濃度相同”或“濃度成比例”的情況，必須事先判斷等效平衡的型別。有了等效平衡型別和條件的判斷，就可以採用這種“一邊倒”的極限轉換法列關係式了。下面我們看一看這種極限轉換法在解題中的運用。
是指在一定條件下的可逆反應裡,起始量不同,但達到平衡時任一相同組分的質量分數(或體積分數)均相等,這樣分別建立起來的平衡互稱為等效平衡.
不同條件下的等效平衡
1. 對於一般可逆反應，在恆溫、恆容條件下建立平衡，改變起始時加入物質的物質的量，如果能夠按化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同，則兩平衡等效。
如：按下列三條途徑，在恆溫、恆容下建立的平衡等效
ⅰ 3mol 1mol 0
ⅱ 0 0 2mol
ⅲ a b c
ⅲ中，應滿足：b+c/2=1,a+3c/2=3。
例1. 有一可逆反應：2a(g)+3b(g)=x c(g)+4d(g)，若按下列兩種配比，在同溫、同體積的密閉容器中進行反應。
（1）0.8mol a，1.2mol b，1.2mol c，2.4mol d
（2）1.4mol a，2.1mol b，0.6mol c，1.2mol d
達到平衡後，c的質量分數相同，則x的值為（ ）
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4
解析：因為在等溫、等容下平衡時，c的質量分數相同，則屬於同一平衡狀態，變化的a、b、c、d的物質的量之比為：0.
6∶0.9∶0.6∶1.
2=2∶3∶2∶4。故選b項。
2. 在恆溫、恆壓下，改變起始時加入物質的物質的量，只要按化學方程式係數比換算成同一半邊物質的物質的量之比與原平衡相同，兩平衡等效。
如：按下列三條途徑建立的平衡為等效平衡
ⅰ 3mol 1mol 0
ⅱ 0 0 2mol
ⅲ 3n n x(x≥0)
小結：若恆溫、恆容，則3n+3x/2=3, n+x/2=1；若恆溫、恆壓，則(3n+3x/2)：(n+x/2)=3：1 即可。
例2. 在恆溫、恆壓下，有下列氣體反應分別從兩條途徑進行
2a(g)+2b(g)=c(g)+3d(g)
ⅰ 2mol 2mol 0 0
ⅱ 0 0 2mol 6mol
下列敘述正確的是（ ）
a. ⅰ、ⅱ兩條途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成相同。
b. ⅰ、ⅱ兩條途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成不同。
c. 達到平衡時，ⅰ途徑所用的時間與ⅱ途徑所用的時間相同
d. 達到平衡時，ⅰ途徑混合氣體密度等於ⅱ途徑混合氣體的密度
解析：因反應前後氣體體積不變，壓強對該平衡無影響，途徑ⅰ、ⅱ為等效平衡，故選a、d項。
3. 在恆溫、恆容下，對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應，只要反應物（或生成物）的物質的量比例與原平衡的相同，兩平衡就是等效平衡。（相當於恆溫、恆壓下的等效平衡，原因是平衡不受壓強影響）。
例3. 在兩個密閉容器內，保持溫度為423k，同時向a、b兩容器中分別加入a mol、b mol hi，待反應2hi(g)h2(g)+i2(g)達到平衡後，下列說法正確的是（ ）
a. 從反應開始到達到平衡所需時間ta>tb
b. 平衡時i2濃度c(i2)a=c(i2)b
c. 平衡時i2蒸氣在混合氣體中體積分數a%>b%
d. hi的平衡分解率相等
解析：等溫下，該反應前後係數不變，平衡不受壓強影響，a、b兩容器中的平衡可視為等效平衡，故應選d項。
例4. 某恆溫、恆容的密閉容器充入3mol a和2mol b，反應3a(g)+2b(g)x c(g)+y d(g)達到平衡時c的體積分數為m%。若將0.
6mol a，0.4mol b，4mol c，0.8mol d作為起始物充入，同溫同容下達到平衡時c的體積分數仍為m%，則x=_______，y=_______。
解析：同溫同容下達到平衡時c的體積分數仍為m%，則兩平衡為等效平衡，因而有
3a(g)+2b(g)x c(g)+y d(g)
ⅰ 3mol 2mol 0 0
ⅱ 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol
所以有：0.6+(3×4）/x=3,0.6+(3×0.8）/y=3。
解得：x=5，y=1。
解析2：
恆溫恆容 一邊倒 完全相同
1：3 2 0 0
2：0.6 0.4 4 0.8
4/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出 x=5 y=1
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