1、化學反應速率和化學平衡【考試大綱要求】1了解化學反應的可逆性。理解化學平衡的涵義。掌握化學平衡與反應速率之間的內在聯(lián)系。2理解勒沙特列原理的涵義。掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡移動的影響。3能夠通過對圖形、圖表的觀察，獲取有關的感性知識和印象，并對這些感性知識進行初步加工和記憶。【知識規(guī)律總結】化學反應速率概念：用單位時間里反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。1表示方法：v=c/t2單位:mol/(L·s);mol/(L·min);mol/L·H。3相互關系：4NH3+5O24NO+6H2O（g）v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)=4546影

2、響化學反應速率的因素1內因：反應物本身的性質（如：硫在空氣中和在氧氣中燃燒的速率明顯不同）。2外內：（1）濃度：濃度越大，分子之間距離越短，分子之間碰撞機會增大，發(fā)生化學反應的幾率加大，化學反應速率就快；因此，化學反應速率與濃度有密切的關系，濃度越大，化學反應速率越快。增大反應物的濃度，正反應速率加快。（2）溫度：溫度越高，反應速率越快（正逆反應速率都加快）。（3）壓強：對于有氣體參與的化學反應，通過改變容器體積而使壓強變化的情況：PV=nRT, P=CRT。壓強增大，濃度增大（反應物和生成物的濃度都增大，正逆反應速率都增大，相反，亦然）。（4）催化劑：改變化學反應速率（對于可逆的反應使用催化

3、劑可以同等程度地改變正逆反應速率）。化學平衡的概念：在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組在成分的含量保持不變的狀態(tài)叫做化學平衡。1“等”處于密閉體系的可逆反應，化學平衡狀態(tài)建立的條件是正反應速率和逆反應速率相等。即v(正)=v(逆)0。這是可逆反應達到平衡狀態(tài)的重要標志。2“定”當一定條件下可逆反應一旦達平衡（可逆反應進行到最大的程度）狀態(tài)時，在平衡體系的混合物中，各組成成分的含量（即反應物與生成物的物質的量，物質的量濃度，質量分數(shù)，體積分數(shù)等）保持一定而不變（即不隨時間的改變而改變）。這是判斷體系是否處于化學平衡狀態(tài)的重要依據(jù)。3“動”指定化學反應已達化學平衡

4、狀態(tài)時，反應并沒有停止，實際上正反應與逆反應始終在進行，且正反應速率等于逆反應速率，所以化學平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡狀態(tài)。4“變”任何化學平衡狀態(tài)均是暫時的、相對的、有條件的（與濃度、壓強、溫度等有關）。而與達平衡的過程無關（化學平衡狀態(tài)既可從正反應方向開始達平衡，也可以從逆反應方向開始達平衡）。化學平衡的移動勒沙特列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。具體見表6-1。表6-1 外界條件對化學平衡的影響改變影響平衡的一個條件化學平衡移動方向化學平衡移動結果增大反應物濃度向正反應方向移動反應物濃度減小，但比原來大減小反應物濃度向逆反應方向移動反

5、應物濃度增大，但比原來小增大生成物濃度向逆反應方向移動生成物濃度減小，但比原來大減小生成物濃度向正反應方向移動生成物濃度增大，但比原來小增大體系壓強向氣體體積減小的反應方向移動體系壓強減小，但比原來大減小體系壓強向氣體體積增大的反應方向移動體系壓強增大，但比原來小升高溫度向吸熱反應方向移動體系溫度降低，但比原來高降低溫度向放熱反應方向移動體系溫度升高，但比原來低影響化學平衡的條件1濃度對化學平衡的影響在其它條件不變的情況下，增大反應物的濃度，或減小生成物的濃度，都可以使平衡向著正反應方向移動；增大生成物的濃度，或減小反應物的濃度，都可以使平衡向著逆反應方向移動。2壓強對化學平衡的影響在其它條件

6、不變的情況下，增大壓強，會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動；減小壓強，會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。應特別注意，在有些可逆反應里，反應前后氣態(tài)物質的總體積沒有變化，如H2（氣）+I2（氣）2HI（氣）1體積 1體積 2體積在這種情況下，增大或減小壓強都不能使化學平衡移動。還應注意，改變壓強對固態(tài)物質或液態(tài)物質的體積幾乎不影響。因此平衡混合物都是固體或液體時，改變壓強不能使化學平衡移動。3溫度對于化學平衡的影響在其它條件不變的情況下，溫度升高，會使化學平衡向著吸熱反應的方向移動；溫度降低，會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。4催化劑對化學平衡的影響使用催化劑不影響化學平衡的移動。由

7、于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同的，所以平衡不移動。但應注意，雖然催化劑不使化學平衡移動，但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間。【思維技巧點撥】解題一般方法：1牢固掌握有關的概念與原理，尤其要注意外界條件的改變對一個可逆反應來講，正逆反應速率如何變化，化學平衡如何移動，在速度-時間圖、轉化率-時間圖、反應物的含量-濃度圖等上如何體現(xiàn)。要能夠畫出有關的變化圖象。2對于化學反應速率的有關圖象問題，可按以下的方法進行分析：（1）認清坐標系，搞清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關的原理掛鉤。（2）看清起點，分清反應物、生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物一般生成物多數(shù)以原

8、點為起點。（3）抓住變化趨勢，分清正、逆反應，吸、放熱反應。升高溫度時，v（吸）>v(放)，在速率-時間圖上，要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清漸變和突變，大變和小變。例如，升高溫度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反應物濃度，v(正)突變，v(逆)漸變。（4）注意終點。例如在濃度-時間圖上，一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量，并結合有關原理進行推理判斷。3對于化學平衡的有關圖象問題，可按以下的方法進行分析：（1）認清坐標系，搞清縱、橫坐標所代表的意義，并與勒沙特列原理掛鉤。（2）緊扣可逆反應的特征，搞清正反應方向是吸熱還是放熱，體積增大還是減小、不變，有無固體、純液體物

9、質參加或生成等。（3）看清速率的變化及變化量的大小，在條件與變化之間搭橋。（4）看清起點、拐點、終點，看清曲線的變化趨勢。（5）先拐先平。例如，在轉化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。（6）定一議二。當圖象中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。例1 下圖、分別代表反應、，則Y軸是指N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H=-QH2(g)+I2(g) 2HI(g); H=+QCO(g)+2H2(g) CH3OH(g); H=-Q2SO3(g)2 2SO2(g)+O2(g); H=+QA平衡混合氣中一種生成物的百分含量B平

10、衡混合氣中一種反應物的百分含量C平衡混合氣中一種生成物的轉化率D平衡混合氣中一種反應物的轉化率解析 該題要求能夠運用勒沙特列原理迅速逆向思維，當壓強增大時，的平衡均右移，而曲線為增大趨勢，（A）、（D）符合題意；所對應的曲線無變化，平衡不移動故與該題的解無關；在增大壓強時平衡逆向移動，曲線為減小趨勢，（A）、（D）符合題意。所以，答案為AD。例2 由可逆反應測繪出圖象如下圖，縱坐標為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對該反應的判斷正確的是A.反應物中一定有氣體 B.生成物中一定有氣體C.正反應一定是放熱反應 D.正反應一定是吸熱反應解析 定一議二。溫度不變時，增大壓強，生成物的百分含量降低，

11、說明平衡逆向移動，逆向為體積縮小方向，而題中未給出具體的可逆反應，但是可以確定生成物中一定有氣體；壓強不變時，升高溫度，生成物的百分含量增大，說明平衡正向移動，正向為吸熱反應；所以答案為BD。【能力突破訓練】1如下圖所示，反應：X（氣）+3Y（氣）2Z（氣）+熱量，在不同溫度、不同壓強（P1>P2）下，達到平衡時，混合氣體中Z的百分含量隨溫度變化的曲線應為（ ）第2題圖第3題圖2對達到平衡的可逆反應X+Y W+Z，增大壓強則正、逆反應速度（v）的變化如下圖，分書館析可知X，Y，Z，W的聚集狀態(tài)可能是（ ）AZ，W為氣體，X，Y中之一為氣體BZ，W中之一為氣體，X，Y為非氣體CX，Y，Z皆

12、為氣體，W為非氣體DX，Y為氣體，Z，W中之一為氣體3反應mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)，反應過程中，當其它條件不變時，C的百分含量（C%）與溫度（T）和壓強（P）的關系如下圖，下列敘述正確的是（ ）A.達到平衡后，加入催化劑則C%增大 B達到平衡后，若升溫，平衡左移C化學方程式中n>e+f D達到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移動4反應aA(g)+bB(g) cC(g);H=-Q，生成物C的質量分數(shù)與壓強P和溫度的關系如下圖，方程式中的系數(shù)和Q值符合圖象的是（ ）Aa+b<c Q>0 B.a+b>c Q<0 C.a+b<c Q<0

13、D.a+b=c Q>05某可逆反應L（s）+G(g) 3R(g); H>0，右圖表示外界條件溫度、壓強的變化對上述反應的影響。試判斷圖中y軸可以表示（ ）A平衡混合氣中R的質量分數(shù)B達到平衡時G的轉化率C平衡混合氣中G的質量分數(shù)D達到平衡時L的轉化率6下圖中表示外界條件（T、P）的變化對下列反應的影響：L（固）+G（氣）2R（氣）；H>0，y軸表示的是（ ）A平衡時，混合氣中R的百分含量B平衡時，混合氣中G的百分含量CG的轉化率DL的轉化率7在可逆反應mA(g)+nB(g) pC(g);H<0中m、n、p為系數(shù)，且m+n>p。分析下列各圖，在平衡體系中A的質量分數(shù)

14、與溫度t、壓強P關系正確的是（ ）8在密閉容器中進行下列反應：M（氣）+N（氣）R（氣）+2L此反應符合下面圖象，下列敘述正確的是（ ）A正反應吸熱，L是氣體B正反應吸熱，L是固體C正反應放熱，L是氣體D正反應放熱，L是固體或液體9一定條件下，將X和Y兩種物質按不同比例放入密閉容器中，反應達到平衡后，測得X、Y轉化率與起始時兩種物質的量之比n(X)/n(Y)的關系如下圖，則X和Y反應的方程式可表示為（ ）AX+3Y 2Z B.3X+Y 2ZC3X+2Y Z D.2X+3Y 2Z10A%為氣態(tài)反應物在平衡體系中的百分含量，符合曲線的反應是AN2（氣）+3H2（氣）2NH3（氣）；H<0BC

15、（固）+CO2（氣）2CO（氣）；H>0CN2（氣）+O2（氣）2NO（氣）；H>0第11題圖DCaCO3(固) CaO(固)+CO2（氣）；H>011下圖表示800時，A、B、C三種氣體物質的濃度隨時間變化的情況，t是達到平衡狀態(tài)的時間。試回答：（1）該反應的反應物是_。（2）該反應的化學方程式為_。（3）達到平衡狀態(tài)的所需時間是2min，A物質的平均反應速率為_。12可逆反應：aA(氣)+bB(氣) cC(氣)+dD(氣)；H=Q試根據(jù)圖回答：（1）壓強P1比P2_（填大、小）（2）體積（a+b）比（c+d）_（填大、小）（3）溫度t1比t2_（填高、低）（4）Q值是_（

16、填正、負）13在容積不同的密閉容器內，分別充入同量的N2和H2，在不同溫度下，任其發(fā)生反應N2+3H2 2NH3，并分別在t秒時測定其中NH3的體積分數(shù)，繪圖如下：（1）A，B，C，D，E五點中，尚未達到化學平衡狀態(tài)的點是_。（2）此可逆反應的正反應是_反應。（放熱、吸熱）（3）AC段的曲線是增函數(shù)，CE段曲線是減函數(shù)，試從反應速率和平衡角度說明理由。_14已知2NO2 N2O4+Q。將NO2充入容易導熱的材料制成的容器a和b中進行反應。a的容積保持不變，b的上蓋可隨容器內氣體壓強的改變而上下移動，以保持容器內外壓強相等。當同溫同壓時，將等量的NO2充入“起始態(tài)”體積相同的容器a、b中，反應同

17、時開始。（1）反應開始時，a與b中生成N2O4的速率va_vb。（2）反應過程中兩容器里生成N2O4的速率是va_vb。（3）達到平衡時，a與b中NO2轉化為N2O4的百分數(shù)（A）相比較，則是Aa_Ab。參考答案1.C 2.CD 3.BC 4.A 5.C 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B11.(1)A (2)2A B+3C (3)0.4mol/(L·min) 12.(1)小 （2）小 （3）高 （4）正13.(1)A、B （2）放熱 （3）AC：反應開始v正>v逆，反應向右進行生成NH3。CE：已達平衡，升溫使平衡左移，NH3%變小 14.(1)=;(2)<(3)

18、<等效平衡利用等效平衡解題就是利用與某一平衡等效的相同平衡或(姑且叫)相似平衡進行解題的一種思維方式和解題方法。對于一個可逆反應，兩個具有不同初始量而具有相同平衡狀態(tài)的體系是等效的，可以相互替換。因此，建立一個等效的中間平衡體系(相同平衡)來代替已知的平衡體系，可使復雜的問題易于解決。如果所給反應是一個反應前后氣態(tài)物質總體積不變的反應，壓強增大或減小不能使化學平衡移動。當反應物的兩組初始量是倍數(shù)關系，則對應的變化量及平衡量也是倍數(shù)關系。我們姑且把它叫做相似平衡。由此可引出相似平衡的相似原理。兩個平衡狀態(tài)如果相似，則應符合相似平衡原理(或相似原理)。相似平衡原理：對于兩個相似平衡，各對應物

19、質的平衡量的比值應相等。或任一物質平衡時物質的量(或體積)百分含量相同。若存在下面兩個相似平衡：mA(g)nB(g) pC(g) qD(g) mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) a1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 x1 y1 z1 w1 x2 y2 z2 w2則：以下問題即是用等效平衡(相同平衡或相似平衡)來解題的。 例1在一個固定不變的容器中，保持一定溫度，進行以下反應： H2(g)Br2(g) 2HBr(g)已知加入1 mol H2和2 mol Br2時，達到平衡后生成a mol HBr(見下表“已知”項)， 在相同條件下，且保持平衡時各組分的百分含量不變，對下列編

20、號(1)(3)的狀態(tài)，填寫表中的空白：(1996年國家調研試題)編 號起 始 狀 態(tài) ( mol )平衡時HBr的物質的量 ( mol )H2Br2HBr已 知120a (1)240 (2)10.5a (3)mn (n2m)解析：本題考查學生對化學平衡概念和勒沙特列原理的理解及應用。本題給定的反應H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，是一個反應前后氣態(tài)物質總體積不變的反應，壓強增大或減小不能使化學平衡移動。狀態(tài)(1)中H2和Br2的起始物質的量都是已知狀態(tài)的2倍，因此平衡時HBr物質的量也應是已知狀態(tài)的2倍，故平衡時HBr物質的量為2a mol，這一結果也可由以下計算得到：“(已知)”(初始

21、態(tài)) H2(g) Br2(g) 2HBr(g) n0(mol) 1 2 0 n變(mol) 0.5a 0.5a a n平(mol) 10.5a 20.5a a H2(g) Br2(g) 2HBr(g)狀態(tài)(1) n0(mol) 2 4 0 n變(mol) 0.5x 0.5x x n平(mol) 20.5x 40.5x x 由于“已知”狀態(tài)與狀態(tài)(1)的平衡狀態(tài)相似，即反應混合物中各組成成分的百分含量不變，故平衡有：(10.5a)( 20.5a)a(20.5x)(40.5x)x利用任意兩種物質的物質的量之比例如(10.5a)a(20.5x)x即可解得狀態(tài)(1)平衡時HBr物質的量x2a mol。

22、對于狀態(tài)(2)，給出了平衡時HBr為0.5a mol，即為“已知”狀態(tài)時的，故可推知起始狀態(tài)時H2、Br2分別為0.5 mol和1 mol，設為狀態(tài)(2¢)。狀態(tài)(2)給出起始時HBr為1 mol，相當于H2 0.5 mol，Br2 0.5 mol和HBr 0 mol。若起始相同時加入Br2 0.5 mol和(H2為0 mol)，則其起始狀態(tài)即與上述狀態(tài)(2¢)相同，平衡時HBr為0.5a mol。故對狀態(tài)(2)，H2應為0 mol，Br2應0.5 mol。 對于(2) H2(g) Br2(g) 2HBr(g) 0 0.5 0 ( 0.5 0.5 1 ) 0.5a (2&#

23、162;) H2(g) Br2(g) 2HBr(g) 0.5 1 0 0.5a故對狀態(tài)(2)，H2應為0 mol，Br2應為0.5 mol。狀態(tài)(3)是由(1)和(2)進而推廣的一種普遍情況。由以上的討論可知，當起始狀態(tài)的H2Br212，且HBr為0時，平衡后各組分的百分含量即與“已知”狀態(tài)相似。據(jù)此可進行如下計算：現(xiàn)設狀態(tài)(3)起始時HBr的物質的量為x，平衡時HBr的物質的量為y，則狀態(tài)(3)起始時相當于H2為(m0.5x) mol，Br2為(n0.5x) mol，HBr為0 mol，故有 H2(g) Br2(g) 2HBr(g) n0(mol) m0.5x n0.5x 0 ( 0.5x

24、0.5x x ) y故有(m0.5x)(n0.5x)12，可解得：x2(n2m) mol H2(g) Br2(g) 2HBr(g) n0(mol) m0.5x n0.5x 0 n變(mol) 0.5y 0.5y y n平(mol) m0.5x0.5y n0.5x0.5y y 平衡時與已知狀態(tài)比較，應有：(m0.5x0.5y)(10.5a)ya 以x2(n2m) mol代入，可解得y(nm)a mol。故狀態(tài)(3)起始時HBr應為2(n2m) mol，平衡時HBr應為(nm)a mol。 答案：編 號起 始 狀 態(tài) ( mol )平衡時HBr的物質的量 ( mol )H2Br2HBr已 知 (1

25、)4 (2)00.5 (3)2(n2m)(nm)a例2將1 mol SO2和1 mol O2通入一體積不變的密閉容器中，在一定溫度和催化劑作用下，反應達到平衡，SO3為0.3 mol。此時若移走0.5 mol O2和0.5 mol SO2，則反應達到新的平衡時，SO3的物質的量是 ( C ) A. 0.3 mol B. 0.15 mol C. 小于0.15 mol D. 大于0.15 mol，小于0.3 mol 解析：依題意可得出如下平衡模式： (1) 2SO2 O2 2SO3 (3) 2SO2 O2 2SO3 n 0 (mol) 1 1 0 0.5 0.5 0 n變 (mol) 0.3 0.

26、15 0.3 n平 (mol) 0.7 0.85 0.3 0.15 (2) 2SO2 O2 2SO3 n 0 (mol) 0.2 0.35 0.3 ( 0.3 0.15 0 ) 由上述模式可知，(2)和(3)是等效平衡，由(1)和(3)的初始量可知，在相同條件下，新平衡的SO3物質的量應為0.15 mol，但由于抽走了部分SO2和O2，相當于減小體積壓強，平衡左移，故SO3的量應小于0.15 mol。例3一定溫度下，將a mol PCl5通往一容積不變的密閉容器中達如下平衡：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)，此時平衡混合氣體的壓強為P1，再向容器中通入a mol PCl5，恒溫下再度達

27、到平衡后壓強變?yōu)镻2，則P1與P2的關系是 ( B )A. 2P1P2 B. 2P1P2 C. 2P1P2 D. P12P2解析：題意的變化過程如下圖所示：是的等效平衡，由變?yōu)闀r，體積縮小一倍，可轉化為壓強增大一倍來考慮平衡移動。但由于增大壓強，對此可逆反應來說，平衡向逆反應方向進行，因而增大的壓強就會小于原壓強的2倍。例4在溫度和容積相等的條件下，有反應：2A(g)2B(g)C(g)3D(g)，現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡。. A、B起始濃度均為2 mol / L，.C、D的起始濃度分別為2 mol / L和6 mol / L。下列敘述正確的是 ( D )A. 、兩途徑最終達到平衡時，體系內各氣

28、體的物質的量分數(shù)不同B. 、兩途徑最終達到平衡時，體系內各氣體的體積分數(shù)不同C. 達到平衡時，途徑的uA等于途徑的uAD. 達到平衡后，第途徑混合氣密度為第途徑混合氣密度的解析：本題宜用等效平衡方法進行判斷。按照相同平衡的規(guī)律，的從正反應開始的反應物的初始濃度分別為4 mol / L，即可與之建立相同平衡狀態(tài)。而此時所得反應物的初始濃度是狀態(tài)的反應物的初始濃度的2倍，因此，、所得平衡是相似平衡，符合相似原理。故A、B錯。由于的濃度是的濃度的兩倍，的反應速率當然比大。故C錯。由于的質量是的質量的2倍，而體積相同，故D正確。例5在一定的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件以下反應：A(g)2B(g

29、) 3C(g)已知加入1 mol A和3 mol B且達到平衡后，生成了a mol C。(1) 達到平衡時C在反應混合氣中的體積分數(shù)是 (用字母a表示)；(2) 在相同實驗條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和6 mol B，達到平衡后，C的物質的量為 mol(用字母a表示)。此時C在反應混合物的百分含量(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3) 在相同實驗條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反應混合氣中百分含量不變，則還應加入C mol。(4) 在同一容器中加n mol A和3n mol B，則平衡時C的物質的量為m mol。若改變實驗條件，

30、可以使C的物質的量在m 2m間變化，那么，n與m的關系是 (用字母n、m關系式表示)。解析：(1) A(g) 2B(g) 3C(g) 1 3 0 a a a ×100%25a % 1a 3a a 4 (3) A(g) 2B(g) 3C(g) 2 8 b x 2x 3x 2x 82x b3x ，3x根據(jù)相似原理：，b6另解：A(g) 2B(g) 3C(g) 2 8 3b 2b 82b 0 (等效)由初始量為13可得：3，b2，3b6(3) A(g) 2B(g) 3C(g) (假設A全部轉化，C得最大值但實際上不可能) n 2n 3n C得最大值2m 3n2m，而B又為3n，故3n2m，

31、n 答案： (1) (2) 2a；不變 (3) 6 (4) n相同平衡、相似平衡、等效平衡和等變平衡一、相同平衡相同平衡是指初始量不同而建立的平衡狀態(tài)完全相同的平衡。求同平衡是指求建立相同平衡狀態(tài)的計算問題，它是化學平衡計算的一類新題型。這類計算問題是從教材中的平衡定義引入得出的，其內容是：一定條件下的可逆反應，無論從正反應起，還是從逆反應起，還是從正、逆反應同時開始，只要條件不變，都可建立相同的平衡狀態(tài)。對于這種相同平衡狀態(tài)的規(guī)律是：1該類問題的標準態(tài)是：從正反應開始，反應物的初始量的數(shù)值為化學計量數(shù)(注意：不是化學計量數(shù)比！)。2從逆反應開始，生成物的初始量的數(shù)值為化學計量數(shù)時，可建立與上

32、述標準態(tài)相同的平衡狀態(tài)。3當從正、逆反應同時開始時，反應物之間、生成物之間、反應物和生成物的初始量具有如下的關系：反應物之間或生成物之間是化學計量數(shù)之比關系，某一反應物的初始量與化學計量數(shù)之比加上生成物的初始量與化學計量數(shù)之比等于1。如： mA(g)nB(g) pC(g) qD(g)(1) m n 0 0 (標準態(tài))(2) 0 0 p q (從逆反應開始)(3) a b c d (從正、逆反應同時開始) am，bn ab = mn cd = pq 1，1， 1 ，1。一定條件下的可逆反應，當兩組反應物的初始量是化學計量數(shù)之比的倍數(shù)時，可將反應式中各物質的化學計量數(shù)增大相應倍數(shù)，并以此作為標準態(tài)

33、，這時也是相同平衡狀態(tài)的計算問題。二、相似平衡我們知道，對于一可逆反應達到平衡狀態(tài)后，反應物及生成物的三種量(初始量、變化量和平衡量)存在著一定的關系。(1) 反應物和生成物的變化量始終是化學計量數(shù)之比的關系。(2) 若果反應物的初始量是化學計量數(shù)之比關系，那么它們的變化量和平衡量都是化學計量數(shù)之比關系；若果反應物的初始量不是化學計量數(shù)之比關系，那么它們的平衡量也不是化學計量數(shù)之比關系。(生成物也相同)對于一可逆反應達到平衡狀態(tài)后，反應物及生成物存在著幾組不同的的初始量時，若是符合標準態(tài)時存在前述相同平衡的規(guī)律及關系。如果反應物的初始量不是化學計量數(shù)的倍數(shù)關系時，則存在以下關系：(1) 反應物

34、及生成物的變化量始終是化學計量數(shù)關系。(2) 如果反應物的兩組初始量是倍數(shù)關系，則對應的變化量及平衡量也是倍數(shù)關系。如果反應物的兩組初始量不是倍數(shù)關系，則對應的平衡量也不會是倍數(shù)關系。(生成物也相同)如果所給反應是一個反應前后氣態(tài)物質總體積不變的反應，壓強增大或減小不能使化學平衡移動；成倍地增加反應物或生成物的量，平衡狀態(tài)也不會改變。以上兩種情況所涉及的某些平衡量間存在一定的對應關系。我們姑且把它叫做相似平衡。它們可能是相同平衡狀態(tài)，但某些量存在倍數(shù)關系。如果兩個化學平衡狀態(tài)相似，則應符合相似平衡原理(簡稱相似原理)。相似平衡原理：對于兩個相似平衡，各對應物質的平衡量的比值應相等。或任一物質平

35、衡時物質的量(或體積)百分含量相同。若存在下面兩個相似平衡：mA(g)nB(g) pC(g) qD(g) mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) a1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 x1 y1 z1 w1 x2 y2 z2 w2則：一定條件下的可逆反應，當兩組反應物的初始量成化學計量數(shù)比關系時，即可建立與標準態(tài)相似的平衡狀態(tài)。對于2HI(g) H2(g)I2(g) 這類可逆反應，改變壓強或同倍改變容器體積時，也可以得到相似平衡。如果反應物的初始量不是化學計量數(shù)關系，只要兩組反應物的初始量成倍數(shù)關系，也可以建立相似平衡的關系。三、等效平衡等效平衡問題是指利用等效平衡(相同平衡

36、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(tài)等效的過渡平衡狀態(tài)(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(tài)的一類計算，相似平衡是指幾個不同但有著比值關系的平衡的一類計算，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，一是恒溫恒容，一是恒溫恒壓。在恒溫、恒容下，對于象2X(g)Y(g)2Z(g)這種類型(反應前后氣體的體積數(shù)不等)的平衡反應

37、，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(shù)、物質的量濃度、氣體體積分數(shù)、質量分數(shù)等)完全相等。而對于X(g)Y(g)2Z(g)這種類型(反應前后氣體的體積數(shù)相等)的平衡反應，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。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中各組分的物質的量分數(shù)、氣體體積分數(shù)、質量分數(shù)、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。在恒溫、恒壓下，只要使各物質初始濃度相等即可建立相似平衡。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中的正、逆反應速

38、率、各組分平衡時的物質的量濃度、物質的量分數(shù)、氣體體積分數(shù)、質量分數(shù)、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。四、等變平衡如果兩反應物的初始量的數(shù)值之和為它們化學計量數(shù)之和，在相同條件下達到的平衡狀態(tài)與標準態(tài)達到的平衡狀態(tài)的某一反應物或某一生成物的百分含量相同，則這兩種狀態(tài)下反應物和生成物的變化量是相同的，這類問題叫等變平衡問題。等變平衡問題需要求的是兩反應物的初始量之間的關系。這種問題可采用極限分析法或一般形式的推導。(如成都市00一診29(3)的解法)如有下列可逆反應，且兩組不同的初始量所建立的兩種平衡狀態(tài)存在等變平衡關系，則則這兩種狀態(tài)下反應物和生成物的

39、變化量是相同的，并且存在以下的關系：mA(g) nB(g) pC(g)qD(g) a b c d x y z w (1) abmn，(2) 設xy，例：已知T、P kPa時，往容積可變的密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y，此時容積為V L。保持恒溫恒壓，使反應：2X(g)Y(g)2Z(g) 達到平衡時，Z的體積分數(shù)為0.4。試回答下列有關問題：(1) 使溫度和壓強在上述條件下恒定不變，再往上述密閉容器內充入4 mol Z，則反應達到平衡時，容器的容積為 ，Z的體積分數(shù)為 。(2) 若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T，使4 mol X和2 mol Y反應達到平衡狀態(tài)時，Z的

40、體積分數(shù)仍為0.4，則該密閉容器的容積為 。(3) 若控制溫度仍為T，另選一容積為V L的固定不變的密閉容器，往其中充入一定量的X和Y，使反應達到平衡，這時Z的體積分數(shù)仍為0.4。則充入的X和Y的物質的量應滿足的關系是：a n(Y)n(X)b n(Y)，其中a為 ，b為 。答：(1) V L；0.4 (2) V L (3) 0.5；5解析：2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2 1 0 2 1 0 2x x 2x 1 0.5 1 2 -2x 1- x 2x 3 - x 1 0.5 1 0.4，x0.5，2x1 (1) 由于平衡與過程無關， 2X(g) Y(g) 2

41、Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2 1 4 2 1 4 2y y 2y 1 0.5 1 22y 1y 4 - 2y 3 1.5 3 7.5由相似平衡的原理：兩個平衡中各物質的平衡量的比值相等。，4y2，2y1 V L2.5 V L (2) 2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g)2Z(g) 4 2 0 4 2 0 2z z 2z 2 1 2 2 -2z 1-z 2z 2 1 2 5由相似平衡的原理：兩個平衡中各物質的平衡量的比值相等。，4z4，z1 。該容器的體積為： V L。 (3) 本小題采用極限分析法。 2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(

42、g) 2.5 0.5 0 1 2 0 0 0 1 0.5 1 1 0.5 1由上圖示知，當Y初始物質的量為0.5 mol時，X初始物質的量為2.5 mol，X的物質的量度為Y的物質的量的5倍，但由于變化量不可能為0，故Y初始物質的量要大于0.5，即b5。當X初始物質的量為1 mol時，Y初始物質的量為2 mol，X的物質的量度為Y的物質的量的0.5倍，但由于變化量不可能為0，故X初始物質的量要大于1，即a0.5。這是一種等變平衡，現(xiàn)以X的初始量為2.4 mol，Y為0.6 mol為例加以說明。 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2.4 0.6 0 1.2 0.

43、6 0.8 1.0 0.5 1.0 0.2 0.1 0.2 1.4 0.1 1.0 1 0.5 1與狀態(tài)中反應物的初始量之和等于兩物質的化學計量數(shù)之和(2.40.6213)，它們的變化量相同，而初始量和平衡量并不相同，而Z物質的百分含量依然是0.4。狀態(tài)中反應物的初始量之和不等于兩物質的化學計量數(shù)之和(1.20.61.8)，僅管Z物質的百分含量依然是0.4，但其變化量卻與不相同。這種變化量沒有改變，但平衡量變了，而Z物質的百分含量依然不變的平衡叫做等變平衡。解法二：(1)和(2)兩小問可用圖示法表示： 第(3)小問可用一般推導得出一般式。 2X(g) Y(g) 2Z(g) n(X) n(Y) 0 2x x 2x n(X) -2x n(Y) - x 2x n(X)n(Y) - x 0.4，2x 由于平衡量不能為0，故可得出： n(X) -2x0，n(X)，n(X)0.5 n(Y)； n(Y) - x0，n(Y)，n(X)5 n(Y)。解法三：恒溫、恒壓下進行下列可逆反應： 2X(g) Y(g)2Z(g) 平衡時Z的體積分數(shù) 初 2 mol 1 mol 0 0.4 初 0 0 2 mol 0.4 初 0 0 6 mol 0.4