等效平衡的归类解析
一、等效平衡原理：
对于同一个可逆反应，在相同的条件下（恒温恒容或恒温恒压），不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，都可以建立同一平衡状态。即化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。这就是“等效平衡”。如何判断呢？可根据两种不同情况而定。
二、等效平衡规律：
1、恒温恒容时：此时各不同的起始状态，可以把一边“归零”通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边物质的物质的量，如果数值与原平衡相同，则两平衡等效。
举例说明：恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？（ABD）
N2+3H22NH3
A.2mol6mol0mol
B.0mol0mol4mol
C.0.5mol1.5mol1mol
D.1mol3mol2mol
2、恒温恒压时（即体积可变）：此时各不相同的起始状态，也可以把一边“归零”换算成同一半边，只要各物质的物质的量之比相同，则两平衡等效。
举例说明：恒温恒压时，判断哪些是等效平衡？
N2+3H22NH3
A.2mol6mol0mol
B.0mol0mol4mol
C.0.5mol1.5mol1mol
D.1mol3mol2mol
同样，把这四种起始状态的生成物的物质的量都“归零”，全部换算成反应物。结果发现N2与H2的物质的量之比均为1：3，因为压强不变，体积可变，故均属于等效平衡。
三、几例等效平衡的解析：
1、恒温恒容下的非等体反应：
【例1】在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个固定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混和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分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(摩).如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白:
(1)若a=0,b=0,则c=.
(2)若a=0.5,则b=和c=.
(3)a、b、c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):.
解析：首先明确该题为恒温恒容条件；(1)若从逆反应开始，则可得c=2；
(2)的状态可理解为从正反应开始到达平衡过程中的某一时刻的状态：
(2)2SO2+O22SO3(3)2SO2+O22SO3
起始（mol）：210起始（mol）：210
变化（mol）：1.50.751.5变化（mol）：cc/2c
平衡（mol）：0.5bc平衡（mol）：abc
故可得b=0.25和c=1.5 ;同理可得:a+c=2和2b+c=2;
2、恒温恒压条件下的非等体反应：
【例2】在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应N2+3H22NH3，已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对①~③的状态，填写表中空白。
编号 起始状态物质的量 平衡NH3
物质的量 N2 H2 NH3 1 4 0 a ① 1.5 6 0 1.5a ② 0 0.5 1 0.5a ③ m n(n≥4m) 2(n-4m) (n-3m)a
解析：此题为恒温恒压条件,运用把一边“归零”换算成同一半边，
要两平衡等效只要各物质的物质的量之比相同即可,而平衡NH3
物质的量由于是恒压则根据比例计算.http://192.168.10.226/lxj/0000032/終極一班第16集.rmvb
以③为例：设NH3的起始状态物质的量为xmol
N2+3H22NH3
起始1（mol）：140
起始2（mol）：mnx
一边归零后为（mol）：m+x/2n+3x/20
由恒温恒压规律可列式：
解得：x=2（n-4m）
3、恒温恒容条件下的等体反应：
【例3】在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)，已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr，在相同条件下，保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对①~③的状态，填写表中空白。
编号 起始状态物质的量 平衡HBr
物质的量 H2 Br2 HBr 1 2 0 a ① 2 4 0 2a ② 0 0.5 1 0.5a ③ m n(n≥2m) 2(n-2m) (n-m)a
解析：恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，加压平衡不移动，故只要反应物（或生成物）的物质的量比值与原平衡相同，则两平衡中各组分的含量不变，即两平衡等效。实为符合恒温恒压的情况，故解法同例2。
四、一例等效平衡题的巧解：
【例4】在537℃、1.01×105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2、1molO2，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温恒压，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题：
⑴工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是：常压下,三氧化硫的含量已达91%,从降低成本考虑,没有必要再加压。
⑵保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3并加入固体催化剂。则平衡时，SO2的体积分数是6.0%，容器的体积为137.5L。
⑶温度仍保持537℃，容器体积保持200L不变（恒容）。充入amolSO2、bmolO2，并加入固体催化剂，反应达平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01×105Pa。若a:b=2:1，则a=2.91.
解析：此体可按常规计算,亦可按下列方法巧解:
（2）为恒温恒压条件，且只充入2molSO3，故达平衡时与充入2molSO2、1molO2的情况等效。已知SO2和O2是按系数比投料，故平衡时SO2和O2的混合物中其物质的量仍为2：1。故平衡时，SO2的体积分数是（1-0.91）×2/3=6.0%
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)正反应为减体反应,
若从正反应开始则:V(平衡)=V(起始)—V(反应的O2)
若从逆反应开始则:V(平衡)=V(起始)+V(生成的O2)
若从正反应开始则:V(平衡)=200—0.91V(平衡)/2得V(平衡)≈137.5L
或若从逆反应开始则:V(平衡)=200×2/3+0.03V(平衡)得V(平衡)≈137.5L
【注意】:若从正反应开始则此列式:V(平衡)=200—0.03V(平衡),错误!因为
0.03V(平衡)=V(反应剩余的O2),而不是V(反应的O2).
（3）为恒温恒容条件，
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始(mol)ab0
变化(mol)3×0.913×0.91/2←3×0.91
↑
平衡(mol)0.06×30.03×33×0.91
a==3×0.91+0.06×3==2.91mol
说明:1、气体的体积分数即为其物质的量分数。
2、利用已知条件：在537℃、1.01×105Pa时，体积为200L的气体的物质的量为3mol。
3、由于a:b=2:1故平衡时SO2(g)的物质的量为0.06×3mol。
4
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n+3x/2
m+x/2
1/4
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