等效平衡
【引言】：化学平衡的建立与途径无关课本上曾经见过这样的例子：一定温度下密闭容器中发生反应：
1L容器800℃时可逆反应
CO(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g)
途径1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0
平衡 0.005mol 0.005mol 0.005mol 0.005mol
途径2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol
平衡 0.005mol 0.005mol 0.005mol 0.005mol
上述两种途径,同一可逆反应;外界条件相同;通过不同的途径(正向和逆向);平衡时同种物质的物质的量相等(同种物质的含量相等)-----效果相同的平衡(等效平衡)
【板书】:等效平衡: 同一可逆反应当外界条件一定时,反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,平衡时平衡混合物中同种物质的含量相同的状态.
【强调】:等效平衡的标志:同种物质的含量相同
【设问】:为什么上述两种状态建立的平衡会成为等效平衡?
如果将途径2的生成物极端转化为反应物0.01mol CO(g)和0.01mol H2(g)恰好完全转变为0.01mol H2O(g)和0.01mol CO2(g)结果与途径1的起始量完全相同 .所以两种途径建立的平衡为等效平衡.利用此法可以进行等效平衡的判断.如一定温度和密闭容器中发生反应
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
途径1起始 2mol 1mol 0
途径2起始 0 0 2mol
途径3起始 1mol 0.5mol 1mol
途径4起始 0.5mol ? ?
途径5起始amol bmol cmol
【问题】: ①途径2、 3与1等效吗?
②途径4 中O2(g) 和 SO3(g)的起始量为多少, 达平衡时可与途径1平衡时SO3(g)的含量相同?
③途径5中a、b符合怎样的关系达到的平衡状态与1相同?
【解答】：①途径3 假设1molSO3(g)全部转化为O2(g) 和SO2(g)则生成1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)相当于起始量SO2(g)1＋1 mol, O2(g) 0.5＋0.5mol.所以与途径1等效
②与1同则SO2(g)起始量为2mol则需生成SO2(g) 1.5mol同时生成O2(g) 1.5/2mol消耗 SO3(g) 1. 5mol .所以起始量O2(g)(1--0.75)mol , SO3(g)为1.5mol.
③方法将生成物全转化为反应物则转化量SO2(g)cmol、 O2(g)c/2mol 、SO3(g) cmol起始量SO2(g)(a+c)mol O2(g)(b+c/2) mol SO3(g) 0mol 要与1等效需满足a+c=2 b+c/2=1得a=2b
【总结】：1.解此类题的方法――极端假设法
2.在定温定容条件下,只改变起始时加入物质的物质的量,通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量,与原平衡相等,则两平衡等效.
【练习】：1.将2molSO2(g)和2molSO3(g)混合于某固定体积的容器中,在一定条件下达平衡.平衡时SO3(g)为wmol,同温下,分别按下列配比在相同体积的容器中反应,达平衡时SO3(g)的物质的量仍为wmol的是（ ）
A 2molSO2(g)+1mol O2(g)
B 4mol SO2(g)+ 1mol O2(g)
C 2mol SO2(g)+ 1mol O2(g)+ 2mol SO3(g)
D 3mol SO2(g)+1.5mol O2(g)+ 1mol SO3(g)
2. 在定温定容条件下,发生如下反应
H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
途径1 2 mol 1mol 0
途径2 1mol 0 1mol
途径3 4mol 2mol 0
途径4 3mol 1mol 2mol
上述途径与1是否等效?
【学生】：途径2与1等效,途径3、4与1不等效
【教师】：途径3可认为是同温同容时两个途径1,每个都与1等效然后加压平衡不移动,所以与1等效（见图）
加压
1 a各物质的含量与1同 平衡不移动各物质的含量与a同
所以二者等效
【提问】：为什么练习1中的反应和练习2中的反应结果不同呢?
加压
1 a各物质的含量与1同 平衡移动各物质的
含量与a不同
【结论】：在定温定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同,两平衡等效.
【引言】：如果定温定压条件下,
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
途径1起始 2mol 1mol 0
途径2起始 4 mol 2 mol 0
途径1和2是否为等效平衡?
【图示说明】：
若反应为：H2(g)＋ I2(g) 2HI(g)
途径1 2 mol 1mol 0
途径2 4mol 2mol 0
【图示说明】：
【结论】：在定温定压时,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效.
【练习】：1可逆反应A(g)+B(g) 2C(g),在固定容积的容器中进行.若向容器中充入1molA和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的正确关系为 （ ）
A . m>n B. m2m)
3.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行如下反应A(g)+2B(g) 3C(g),已知起始时加入1molA(g)和6mol B(g),达平衡后,生成3amol C(g).
(1) 当反应达到平衡时,C(g)在反应混合气中的体积分数为____(用字母a表示)
(2) 相同实验条件下,若在同一容器中改为开始加入2molA和6mol B,达平衡时 C的物质的量___mol(用字母a表示).此时C在反应混合物中的体积分数为_____.
(3) 相同实验条件下,若在同一容器中改为开始时加入2molA和8mol B,达平衡时,要求C在混合物中体积分数与（2）相同,则开始时还需加入___molC
(4) 若同一容器中加入nmolA和3nmol B,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,则n与m的关系是_____(用字母关系表示)
解析：
4．在某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol.保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是（ ）
A均减半 B 均加倍 C 均增加1mol D 均减少1mol
解析：2A(g)+B(g) 2C(g)
4 mol 2mol 4 mol
4+1mol 2+1mol 2+1 mol
C 1 mol 0.5+0.5 mol 1 mol
因为原4：2：4＝1：0.5：1所以C相当于于原平衡等效后又加入了0.5 mol的B,所以平衡向正向移动
D 3 mol 1 mol 3 mol
相当于( 4-1) mol (2-0.5-0.5) mol (2-1) mol
1 mol (0.5-0.5) mol 1 mol
相当于于原平衡等效后又减少了0.5 molB所以平衡向逆向移动.
