相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系中，不管從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，達到平衡時，任何物質(zhì)的百分含量(濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)都保持不變的化學(xué)平衡互稱等效平衡。
判斷方法：使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物，然后觀察有關(guān)物質(zhì)的數(shù)量是否相當(dāng)。
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應(yīng)，起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，達平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下：
2HI的反應(yīng)前后氣體體積不變且方程式的一邊只有一種物質(zhì)的反應(yīng)，只要方程式的另一邊的幾種反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量與方程式的系數(shù)成正比，無論加入多少量的生成物(在方程式的這一側(cè)只有這種物質(zhì));或只加入這種單一反應(yīng)物質(zhì)(如HI)，而另幾種反應(yīng)物的量為0，都能使反應(yīng)達到平衡時，各組分的體積百分含量恒定。
�、菰诤銣亍⒍ㄈ輻l件下，對于類似H2+I2pC+qD。如果兩次反應(yīng)投入原料物質(zhì)不同，而反應(yīng)達到平衡時，指定物質(zhì)的濃度相同，則經(jīng)過配比轉(zhuǎn)化后的原料不僅完全成比例，而且物質(zhì)的量完全相同。
【典型例題
例1.在一定溫度下，把2摩SO2和1摩O2通入一個一定容積的密閉的容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2+O2解析：本題屬于：反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)發(fā)生變化的可逆反應(yīng)在等溫、等容條件下的等效平衡，此時只改變起始加入量，只要通過可逆反應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比換算成方程式同一半邊的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。根據(jù)反應(yīng)式：
2SO2+O2例2.在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進行以下反應(yīng)：
已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后生成amolHBr。在相同條件下，若保持達到平衡時各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，根據(jù)下列編號的狀態(tài)，填寫表中空白。
解析：本題屬于：反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)沒有發(fā)生變化的可逆反應(yīng)在等溫、等容條件下的等效平衡，此時，只要通過可逆反應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比換算成方程式同一半邊的反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡狀態(tài)相同，則兩平衡等效。此時，達到平衡時各物質(zhì)的百分含量保持不變，但濃度成比例變化。
例3.將3molA和1molB放入恒溫恒壓的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
3A(g)+B(g)例4.537℃、1.01×105Pa時，往體積可變的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，此時容器的體積為200L。向容器中加入催化劑(固體)并保持恒溫、恒壓，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是一個反應(yīng)前后氣體體積減少的放熱反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，降低溫度，平衡逆向移動。但工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓而不是高壓，主要是由于壓強對平衡的轉(zhuǎn)化影響不大，同時，增大壓強對設(shè)備和動力的要求都很高，因此一般不采用高壓，而是常壓;同時升高溫度平衡逆向移動，不利于SO2的轉(zhuǎn)化，但催化劑在537℃左右時活性，反應(yīng)速率快，因此，一般工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件。
(2)溫度一定，體積可以改變，說明反應(yīng)過程中壓強保持不變，則本題是等溫等壓條件下的等效平衡問題，因此，只充入2molSO3時，換算成方程式左邊與原平衡起始一致，說明是等效平衡，SO2的體積分?jǐn)?shù)仍為0.91。此時：
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
反應(yīng)起始物質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)ab0
反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量(mol)2yy2y
平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)a-2yb-y2y
則有：a∶b=2∶1;2y/(a+b-y)=0.91;(V前/V后=n前/n后)a+b-y=3;
解上述三個方程組，可得：y=1.365mol，a=2.91mol;b=1.455mol。
答案：(1)由于壓強對平衡的轉(zhuǎn)化影響不大，同時，增大壓強對設(shè)備和動力的要求都很高，因此一般不采用高壓，而是常壓。
(2)SO2的體積分?jǐn)?shù)為0.91，達平衡時的體積為137.3L。
(3)a=2.91mol
【模擬試題
1.在一固定體積的密閉容器中加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)N2O4，此時平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)為x%，若再充入1molN2O4，在溫度不變的情況下，達到新的平衡時，測得NO2的體積分?jǐn)?shù)為y%，則x和y的大小關(guān)系正確的是()
A.x>yB.x
3.某溫度下，在容積固定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)十2B(g)=2Q(g)平衡時，各物質(zhì)的濃度比為c(A)：c(B)：c(Q)=1：1：2，保持溫度不變，以1：1：2的體積比再充入A、B、Q，則下列敘述正確的是()
A.剛充入時反應(yīng)速率v(正)減小，v(逆)增大
B.達到新的平衡時，反應(yīng)混合物中A、B的體積分?jǐn)?shù)增加
C.達到新的平衡時c(A)：c(B)：c(Q)仍為1：1：2
D.達到新的平衡的過程中，體系壓強先增大，后逐漸減小
4.在密閉容器中，aA(氣)bB(氣)達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加1倍，當(dāng)達到新平衡時，B的濃度是原來的60%，下列說法正確的是：()
A.平衡向正反應(yīng)方向移動了;B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了;
C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了;D.a>b;
5.某溫度下，反應(yīng)：H2(g)+I2(g)xC(g)，達到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W%。若維持容器中的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量：A為0.6mol，B為0.3mol，C為1.4mol充入容器，達到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%，則x的值為()
A.只能為2B.只能為3
C.可能是2，也可能是3D.無法確定
7.將1molCO和1molH2O(g)充入某固定容積的反應(yīng)器中，在某條件下達到平衡：
CO+H2O(g)CO2+H2，此時有2/3的CO轉(zhuǎn)化為CO2。
�、旁撈胶饣旌衔镏蠧O2的體積分?jǐn)?shù)為
�、迫粼谙嗤瑮l件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則反應(yīng)向(填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不”)進行。達到平衡時，混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)可能是下列各值中的(填編號)
A.22.2%B.27.55%C.33.3%D.36.8%
�、墙Y(jié)合⑵中的計算結(jié)果分析，若平衡向正方向移動時，則下列說法中正確的是()
①生成物的產(chǎn)量一定增加;②生成物的體積分?jǐn)?shù)一定增加;③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大;④反應(yīng)物的濃度一定降低;⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率;⑥一定使用了催化劑
8.某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2，使之反應(yīng)合成NH3，平衡后測得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m。若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m。假設(shè)N2、H2、NH3的加入量(單位：mol)用x、y、z表示，應(yīng)滿足：
(1)恒定溫度、體積：
�、偃魓=0，y=0，則z=_________;
�、谌魓=0.75，y=_________，則z=_________;
③x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是_______________________________。
(2)恒定溫度、壓強：
�、偃魓=0，y=0，則z=_________;
�、谌魓=0.75，y=_________，則z=_________;
�、踴、y、z應(yīng)滿足的一般條件是______________________。
9.有兩只密閉容器A和B，A容器有一個移動的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器保持恒容，起始時向這兩只容器中分別充入等量的體積比為1：2的SO2和O2的混合氣體，并使A和B的容積相等。在保持400℃的條件下，使之發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，填寫下列空格：
�、龠_到平衡時所需的時間A比B，A中SO2的轉(zhuǎn)化率比B。
②達到(1)所述的平衡后，若向兩容器中通入數(shù)量不多的等量氬氣，則A容器中化學(xué)平衡移動，B容器中化學(xué)平衡移動。
�、圻_到(1)所述的平衡后，若向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體，再達到平衡時，A容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)(填增大、減小或不變)，B容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)。
【試題答案】
1.D2.A3.D4.AC5.BC6.C
7.⑴33.3%;⑵逆反應(yīng)方向，D;⑶①
8.⑴：①z=2;②y=2.25，z=0.5;③x+z/2=1;y+3z/2=3;
⑵：①z>0的任意值;②y=2.25，z≥0;③x/y=1/3，z≥0。
9.①少大
②逆向不
�、鄄蛔冊龃�
