第1个回答 2020-11-06
一、
等效平衡
等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一
可逆反应
达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、
物质的量
）均相等，这样的
化学平衡
互称为等效平衡。
在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分x的分数（体积、物质的量）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。
如：N2+3H2 2NH3在下列四个容器A、B、C、D中均处于平衡状态，各组分物质的量分别为如下所示。
B．a mol N2，b mol H2，c mol NH3
D．m mol N2，n mol H2，g mol NH3
若A、B两容器T、p相同，则A、B两平衡互为等效平衡。
若C、D两容器T、V相同，则C、D两平衡互为同一平衡。
二、建立等效平衡的条件
1．恒温恒压下或恒温恒容下，对于同一可逆反应，若两初始状态有相同的物料关系，则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的
化学计量数
关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。如：
N2＋3H2 2NH3
则①②③为具有相同的物料关系。
那么为什么具备了这些的条件就能达到同一平衡呢？如何形象地理解呢？我们来看例题。
例1 某温度下，在1L的密闭容器中加入1mol N2、3mol H2，使反应N2+3H2 2NH3达到平衡，测得平衡混合气中N2、H2、NH3分别为0.6 mol、1.8 mol、0.8 mol，如果温度不变，只改变初始加入的物质的量而要求达到平衡时N2、H2、NH3的物质的量仍分别为0.6 mol、1.8mol、0.8 mol，则N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示时应满足的条件：
（1）若X=0，Y=0，则Z=______________________。
（2）若X=0.75，则Y=__________________。
（3）若X=0.45，则Y=_____
（4）X、Y、Z应满足的一般条件是（用含X、Y、Z的关系式表示）______。
解析 很显然，本题是求解T、V恒定时，达到同一平衡时，初始态的物料条件。
假若此反应为不可逆反应，那么1mol N2和3 molH2能完全生成2 mol NH3，即从图中A能达到C 但由于该反应可逆，故实际上只反应到B点，这就好比一条线路，从A地经过B地能达到C地，那么从A地正向出发能达到B地，自然从C地逆向出发也能达到B地。
故（1）中若X=0，Y=0，则 Z=2 mol。
从（1）的结果我们可以得以下的关系：
N2+3H2 2NH3
从始1到平衡需要一个时间过程，在这个过程中任意一个时刻各物质都有一个相应的量，那么以这个过程中任意一个时刻作初始状态，当然也能达到平衡状态的结果，这就好比上图中从A地能达到B地，那么以A、B两地间任意一点作出发点保持方向不变自然能达到B地。
当X＝0.75时，很明显是始1至平衡过程中的一点，根据
化学方程式
可知：
N2：1→0.75，H2∶3→2.25，NH3∶0→0.5
故当X=0.75，则Y=2.25、Z＝0.5
当X＝0.45时，很明显是始2至平衡过程中的一点，同理知：Y=1.35、Z＝1.1。
当我们抛开平衡状态时，也可将X＝0.45、Y=1.35、Z=1.1看作从始1一直正向反应过程中达到的一个点，所以当我们不知道平衡时具体的数值，我们仍能据此求出Y和Z的值。同理可得：
说明 这类同一平衡所具备的物料关系，我们可以形象地记为过程与结果的关系，即将原初始状态至原平衡状态过程中任意一点作为初始状态，达到的平衡与原平衡互为同一平衡。
2．在恒温恒压下，对于同一可逆反应，若两初始状态具有相当的物料关系，则达到平衡后，两平衡互为等效平衡。