王韜強(qiáng)+張寶珠

由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立的途徑無關(guān)，對于僅由氣體參加的同一可逆化學(xué)反應(yīng)，從不同的狀態(tài)開始，只要達(dá)到平衡的條件（溫度、濃度、壓強(qiáng)等）完全相同或部分相同，則可形成不同條件下的等同平衡。等同平衡可分為：全等平衡、等效平衡和相似平衡三種，三種平衡的等同程度依次減小。

一、全等平衡

1.概念：

對于從不同起點(diǎn)起始的反應(yīng)前后氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不相等（ΔVg≠0)的同一可逆化學(xué)反應(yīng)，同溫、同體積下分別達(dá)到平衡后，平衡混合物中各對應(yīng)組分的百分含量（或體積分?jǐn)?shù)或濃度）對應(yīng)相等，這樣的平衡互為全等平衡。

2.建立條件：恒溫、恒容及反應(yīng)前后ΔVg≠0。

3.解決辦法：原料換算成相同一邊物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)相等。

4.結(jié)果：形成了一模一樣的平衡，兩次平衡時各組分的百分含量、體積、物質(zhì)的量、濃度均相同；它體現(xiàn)了化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與方向（正向、逆向或雙向）無關(guān)。

例1 在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：

2SO2+O22SO3

當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a,b,c分別代表初始加入SO2,O2,SO3的物質(zhì)的量。如果a,b,c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時的完全相同，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝邯?/p>

（1）若a=0,b=0,則c=;

(2)若a=0.5,則b=和c=;

(3)a,b,c取值必須滿足的一般條件是（請用兩方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）。

解析 恒溫、恒容下，要使上述兩次平衡時各組分的體積分?jǐn)?shù)完全相同有兩種情況：一種是二者為全等平衡關(guān)系；第二種情況平衡時各組分濃度（或物質(zhì)的量）成倍數(shù)；但成倍數(shù)的話相當(dāng)于把原平衡加壓或減壓，平衡就會移動那么體積分?jǐn)?shù)就不可能完全相同。也就是說只能是全等平衡。采用折算法得結(jié)果。

答案：（1）c=2 (2)b=0.25 c=1.5 

(3)a+c=2 2b+c=2

二、等效平衡

1.概念：從不同起點(diǎn)起始的任何氣相物質(zhì)參加的同一可逆化學(xué)反應(yīng)（反應(yīng)前后氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)可相等也可不相等），同溫、同壓條件下分別達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中各對應(yīng)組分的百分含量（或體積分?jǐn)?shù)或濃度）對應(yīng)相等，這樣的平衡叫等效平衡。

2.建立條件：恒溫、恒壓（體積可變的容器一般都認(rèn)為是恒壓）。

3.解決辦法：原料換算成相同一邊物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)等比例。

4.結(jié)果：建立的平衡規(guī)模不一樣，兩次平衡時各組分的百分含量、濃度均相同；體積、物質(zhì)的量不相等但同比例變化（比值≠1否則就為全等平衡）。

例2 在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個容積可變的恒壓密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2+O22SO3。當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a,b,c分別代表初始加入SO2,O2,SO3的物質(zhì)的量。如果a,b,c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時的完全相同，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝邯?/p>

（1）若a=0,b=0,則c=;

(2)若a=0.5,則b=和c=;

(3)a,b,c取值必須滿足的一般條件是。

解析 上述為等效平衡關(guān)系，采用折算成比例法：原料一邊倒后，對應(yīng)量與起始量的比值相等

答案：（1）c>0任意值；（2）b=0.25,c≥0任意值；（3）a/b=2,c>0任意值

三、相似平衡

1.概念：對于從不同起點(diǎn)起始的反應(yīng)前后氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等（Δn（g）=0）同一可逆化學(xué)反應(yīng)，分別達(dá)到平衡后，溫度相同且平衡混合物中各對應(yīng)組分的百分含量（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或氣體的體積分?jǐn)?shù)）對應(yīng)相等，這樣的平衡叫相似平衡。如在恒溫恒容下，對于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，原料一邊倒后，只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡為相似平衡。

2.建立條件：恒溫、反應(yīng)前后Δn（g）=0。

3.解決辦法：原料換算成相同一邊物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)成比例。

4.結(jié)果：兩次平衡中各對應(yīng)組分的百分含量（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或氣體的體積分?jǐn)?shù)）對應(yīng)相等，物質(zhì)的量、濃度同比例變化。

例3 在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進(jìn)行以下反應(yīng)：

H2(g)+Br2(g)2HBr(g)

已知加入1 mol H2和2 mol Br2時，達(dá)到平衡后生成a mol HBr（見下表已知項(xiàng)），在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，對下列編號①~③的狀態(tài)，填寫下表中的空白。起始狀態(tài)時物質(zhì)的量n(mol)

H2Br2HBr

120平衡時HBr的物質(zhì)的量n(mol)a

①240

②10.5a

③mg(g≥2m)

解析 在定溫、定容下，H2(g)+Br2(g)2HBr(g)建立起化學(xué)平衡狀態(tài)，從化學(xué)方程式可以看出，這是一個化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)。根據(jù)“等價轉(zhuǎn)換”法，通過反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比原料換算成相同一半邊物質(zhì)表示時物質(zhì)的量對應(yīng)成比例，則達(dá)到平衡后與原平衡為相似平衡。相當(dāng)于把原平衡加壓或減壓平衡不移動。答案：①2a ②0、0.5 ③2(g-2m)、a(g-m)。

(收稿日期： 2014-01-06)