等效平衡原理

在相同條件下，同一可逆反應體系，不管從正反應開始，還是從逆反應開始都可以建立同一平衡狀態(tài)，也就是等效平衡，還可以從中間狀態(tài)(既有反應物也有生成物)開始，平衡時各物質(zhì)的濃度對應相等。

由于化學平衡狀態(tài)與條件有關，而與建立平衡的途徑無關因而，同一可逆反應，從不同狀態(tài)開始，只要達到平衡時，物質(zhì)的含量對應相同，則可形成等效平衡。

等效平衡條件

建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關，一是恒溫恒容，二是恒溫恒壓。

恒溫、恒容

(方程式前后氣體系數(shù)之和不同時)只要能使各物質(zhì)的初始物質(zhì)的量分別相等，就可以建立相同平衡。即兩平衡的關系是相等關系。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(zhì)的量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度、氣體體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)完全相等。

(方程式前后氣體系數(shù)之和相同時)只要能使各物質(zhì)初始物質(zhì)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(zhì)的量分數(shù)、氣體體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)百分含量相等;而兩平衡中的正逆反應速率、各組分平衡時的物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度等對應成比例。

恒溫、恒壓

只要使各物質(zhì)初始濃度對應成比例即可建立相似平衡。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中各組分平衡時的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、各反應物的轉(zhuǎn)化率等對應相等;兩平衡中正與正，逆與逆速率各自對應相等;而兩平衡中各物質(zhì)平衡時的物質(zhì)的量反應容器的體積 等對應成比例。

若實在無法理解 則可以借助理想氣體狀態(tài)方程考慮 PV=nRT P:壓強 V:體積 n:物質(zhì)的量

R:普適常量(一般取8.314或8.31) T:熱力學溫度(K)

等效平衡用一句口訣解釋

等效平衡用一句口訣可解決:等容量相等，等壓比相等;反應量不變，二者皆可取

(1)等溫等容下，建立等效平衡的條件是:反應物的投料相等。例如，在恒溫恒容的兩個相同容器中，分別投入1mol N2、3mol H2 與2mol NH3，平衡時兩容器中NH3的質(zhì)量分數(shù)(或體積分數(shù))相等。

(2)等溫等壓下，建立等效平衡的條件是:反應物的投料比相等。例如，在恒溫恒壓條件下的兩個容器中，分別投入2.5mol N2、5mol H2 與5mol N2、10mol H2，平衡時兩容器中NH3的質(zhì)量分數(shù)(或體積分數(shù))相等。

(3)對于反應前后氣體體積數(shù)不變的可逆反應，無論是等溫等容還是等溫等壓，只要按相同比例加入反應物和生成物，達平衡后與原平衡等效。

另外，等效平衡的判斷可以通過一下幾點:

(1)恒溫恒容下，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆反應的化學計量數(shù)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等，則達平衡后與原平衡等效

(2)恒溫恒容下，對于反應前后都是氣體且物質(zhì)的量相等的可逆反應，只要反應物(或生成物)的物質(zhì)的量的之比與原平衡相同，兩平衡等效

(3)恒溫恒壓下，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學計量數(shù)，換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達平衡后與原平衡等效