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①恒温、恒容，②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、压强等可以不同。
（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③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
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。
解题的关键，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
I类： 在恒温恒容下，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，把2 mol SO2和1 mol O2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分别代表初始时加入的的物质的量（mol），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：
（1）若a=0，b=0，则c=___________。
（2）若a=0.5，则b=___________，c=___________。
（3）a、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）
II类： 在恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，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 mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol 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①～③的状态，填写下表中的空白。
III类： 在恒温恒压下，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2体积N2和6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，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、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3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：
①若a=1，c=2，则b=_________。在此情况下，反应起始时将向_________（填“正”或“逆”）反应方向进行。
②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6.5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1 mol A和1 mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为________ mol。
（2）若开始时放入3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为_________mol。
（3）若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，则x=________，y=________。平衡时，B的物质的量________（填编号）。
（甲）大于2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2 mol
（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，C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1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（1）小题中的a进行比较__________（填编号）。
（甲）a>b（乙）a 高考题 1、向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，发生反应CO＋H2O(g)CO2＋H2当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分子大于x的是（ ） A、0.5mol CO＋2mol H2O(g)＋1mol CO2＋1mol H2 B、1mol CO＋1mol H2O(g)＋1mol CO2 ＋1mol H2 C、0.5mol CO＋1.5mol H2O(g)＋0.4mol CO2＋0.4molH2 D、0.5mol CO＋1.5mol H2O(g)＋0.5molCO2＋0.5mol H2 2、在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入a mol NO2，发生如下反应：2NO2（g） N2O4（g）；△H<0。达平衡后再向容器中充入amol NO2，再次达到平衡后，与原平衡比较，下列叙述不正确的是 A．相对平均分子质量增大 B．NO2的转化率提高 C．NO2的质量分数增大 D．反应放出的总热量大于原来的2倍 3、已知甲为恒温恒压容器，乙为恒温恒容容器。初始时，两容器的温度、体积相同，两容器中均充入2molSO2 和lmolO2，且发生反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；△H<0；当两容器都达到平衡后，为使两者中的SO2在平衡混合物中的物质的量分数相同，下列措施中可行的是 A．向甲容器中再充人一定量的氦气 B．向乙容器中再充人2mol的SO3气体 C．适当降低乙容器的温度 D．缩小甲容器的体积 4、（2007东城上测）将4mol SO2与2 mol O2的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中，发生反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；△H<0，在相同温度下，使其均达到平衡状态。甲是恒压容器，乙是恒容容器。甲容器达到平衡状态时，测得混合气体的物质的量为4.2mol；乙容器经50s达到平衡状态。请回答： （1）甲容器达到平衡时SO2的转化率是 ，其所需时间 50s（填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）达到平衡状态后，要使甲、乙两容器中SO2物质的量相等，可采取的措施是 （填字母）。 A．保持温度不变，适当扩大甲容器的容积 B．保持容积不变，使乙容器升温 C．保持容积和温度不变，向乙容器中加入适量SO3（g） D．保持容积和温度不变，向甲容器中加入适量SO3（g） 5、（2006湖北联考）t℃时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应3A（G）＋B（x）xC(g)，2min时反应到达平衡状态（温度不变），此时容器内剩余了0.8mol B,并测得C的浓度为0.4mol·L-1。请填写下列空白： (1)从反应开始到平衡状态，生成C的平均反应速率为____________________。 (2) x = ____。 (3)若向原平衡混合物的容器中再充入a molC, 在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n(B) = ___________mol。 (4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是______(填字母)。 A.均减半 B.均加倍 C.均增加0.4 mol D．均减少0.4 mol (5)如果上述反应在相同温度和容积的容器中进行，起始加入3 molA和3mol B,达到平衡时A的体积分数为a%。其它条件不变时,按下列配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a%的是 (填字母)。 A .2 molC B．1molA、3molB和4molC C．1mol B和4mol D．6molA和2molBB 6、I．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A（气）+B（气） C（气） （1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为 ________mol. （2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为_______mol. （3）若开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则 x=_______mol，y=_______mol。 平衡时，B的物质的量_________（选择一个编号） （甲）大于2mol （乙）等于2mol （丙）小于2mol （丁）可能大于、等于或小于2mol 作出此判断的理由是____________________。 （4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的体积分数是___________。 II．若维持温度不变，在一个与（1）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1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与（1）小题中的a进行比较______（选填一个编号）。 （甲）a＜b （乙）a＞b （丙）a=b （丁）不能比较a和b的大小 7、在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)，已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了a molC。 （1）达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是_______（用含字母a的代数式表示）。 （2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为______ mol（用含字母a的代数式表示）。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C_______ mol。 8、在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)，已知加入1 molA和3molB且达到平衡后，生成了a mol C。 (1)达到平衡时，C在反应混合气体中物质的量分数为_______________(用字母a表示)。 (2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6molB，达到平衡后，C的物质的量为________mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气体中物质的量的分数_______________。(填“增大”、“减小”或“不变”) (3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反应混合气体中体积分数不变，则还应加入C_____________mol。 (4)在同一容器中加nmolA和3n molB，则平衡时C的物质的量为mmol，若改变实验条件，可以使C的物质的量在m～2m间变化，那么，n与m的关系是_____________。(用字母n、m关系式表示) 9、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H2（g）＋Br2（g） 2HBr（g），已知加入1 mol H2和2 mol Br2达到平衡后，生成了a mol HBr。在相同条件下，若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为x mol、y mol、z mol(均不为0)且保持平衡时，各组分含量都不变。以下推断中一定正确的是 ①x，y，z应满足的关系为：4x＋z=2y ②达到平衡时HBr的物质的量为（x+y+z)/3 a mol ③达到平衡时HBr的物质的量为a mol ④x、y、z应满足的关系为x＋y=z A.①② B.②③ C.③④ D.①②③ 10、在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应： A（g）+2B（g） 3C（g） 已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了a mol C。 （1）达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是___________ （用含字线a的代数式表示）。 （2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为__________ mol（用含字母a的代数式表示）。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C_______ mol。（不要求写计算过程）下载本文
