2021高中化学一轮复习训练：12等效平衡的三种情况

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1. 应用①恒温恒容— (Δn(g)≠0) 投料换算成相同物质表示时量相同

2. 应用②恒温恒容— (Δn(g)=0) 投料换算成相同物质表示时等比例

12 等效平衡的三种情况

例1．在恒温恒容的密闭容器，发生反应：3A(g)＋B(g) xC(g)。Ⅰ．将 3mol A 和2mol B

在一定条件下反应，达平衡时 C的体积分数为 a；Ⅱ.若起始时 A、B、C投入的物质的量分别

为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时 C的体积分数也为 a。下列说法正确的是（）

A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加 1mol，则 B的转化率将一定增大

B．若向Ⅰ平衡体系中再加入 3mol A 和2mol B，C的体积分数若大于 a，可断定 x>4

C．若 x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足 3n(B)>n(A)＋3

D．若Ⅱ体系起始物质的量满足 3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，则可判断 x＝4

【解析】这是恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按反应计量

数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A项，A、B、C各增加

1 mol 时，A与B不可能完全转化为 C，加入的 B相对量大，A的转化率增大，而 B的转化率

将减小，错误；B项，在Ⅰ平衡体系中再加入 3mol A 和2mol B，相当于增大了体系的压强，

C的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积减小，x<4，错误；C项，

假设 C完全转化为 A、B，则 n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即 3n(B)＝n(A)＋3，错

误；D项，设 C完全转化为 A、B，则 xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即 2xn(A)＋

3n(C)＝3xn(B)，正确。

【答案】D

例2．某温度时，发生反应 2HI(g) H2(g)+I2(g) ，向三个体积相等的恒容密闭容器

A、B、C中，分别加入① 2mol HI；② 3mol HI；③ 1mol H2与1mol I2，分别达到平衡时，以

下关系正确的是（）

A．平衡时，各容器的压强：②= =① ③

B．平衡时，I2的浓度：②＞①＞③

C．平衡时，I2的体积分数：②= =① ③

D．从反应开始到达平衡的时间：①＞②=③

等效平衡的三种情况

3. 应用③恒温恒压—投料换算成相同物质表示时等比例

【解析】根据等效平衡原理：若 1mol H2与1mol I2完全转化为 HI，则 HI 为2mol，所以①和

③是完全相同的等效平衡，所以二者的浓度、百分含量、压强、转化率等都一样；②与①相

比增大了 HI 的量，该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大 HI 的量，达到平衡时新平

衡与原平衡相同，所以各物质的百分含量不变，但是浓度增大。

【答案】C

例3．已知：T℃时，2H(g)+Y(g) 2I(g)　ΔH=－196.6kJ·mol－1。T℃时，在一压强恒定的

密闭容器中，加入 4mol H 和2mol Y，反应达到平衡后，放出 354 kJ 的热量。若在上面的平

衡体系中，再加入 1mol I 气体，T℃时达到新的平衡，此时气体 H的物质的量为（）

A．0.8mol B．0.6mol C．0.5mol D．0.2mol

【解析】恒温恒压下，只要投料对应成比例，无论什么反应，平衡中各物质的量对应成比例，

浓度、转化率、体积分数等相对量对应相等。

n(H)≈3.6mol，H转化率为 90%。

再投料 1mol I 时，相当于加入 1mol H 和0.5mol Y，即最后状态可看成是投料 5mol H 和

2.5mol Y 所建立的平衡。

甲乙二种投料对应成比例，在恒温恒压下，达到平衡时各气体的量也对应成比例，H转化率

对应相等。平衡时 n(H)=(4+1)mol×(1-90%)，n(H)=0.5mol，C项正确。

【答案】C

1．恒温恒容下的密闭容器中，充入 2.0mol 的A和1.0mol 的B，发生如下反应：2A(g)+B(g)

xC(g)。达到平衡后，C的体积分数为 a。若保持温度和容积不变，开始时充入 0.6

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molA、0.3 molB 和1.4 molC，达平衡时，C的体积分数仍为 a，则 x的值可能是（）

2 3 4 6① ② ③ ④

A．①② B．①③ C．②③ D．②④

【解析】恒温恒容下，开始充入 2molA 和1molB 与开始充入 0.6molA、0.3molB 和1.4molC

达到平衡后，C的体积分数为 a，说明为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，满足

n（A）=2mol、n（B）=1mol，故 0.6mol+ =2mol，解得 x=2，但是对于反应前后气体系数

和相等的反应，物质的投料等比即等效，所以 x=3 也是正确的，故选：A。

【答案】A

2．在恒温恒容容器中发生反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，起始时 SO2和O2分别为 20 mol

和10 mol，达到平衡时，SO2的转化率为 80%。若从 SO3开始进行反应，在相同的条件下，

欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时 SO3的物质的量及 SO3的转化率分别为

（）

A．10mol 和10% B．20mol 和20% C．20mol 和40% D．30mol 和80%

【解析】气体分子数不等的可逆反应，在恒温恒容时，只有投料对应相等，才能形成什么量

都对应相等的全等效平衡；当投料对应成比例时，什么都不相等，也不对应成比例。起始时

SO2和O2分别为 20mol 和10mol 相当于 20mol SO3，它们构成全等效平衡；参考状态中 SO2的

转化率为 80%，参加反应 SO2的物质的量为 16mol，生成了 16mol SO3；当起始物质是 SO3时，

参加反应的为 20mol－16mol=4mol，转化率为 20%，B项正确。由此可见，对于全等效平衡

状态，从正反应和逆反应建立平衡时，计量数相同的反应物与生成物的转化率之和为

100%，据此也可直接选定 B项。

【答案】B

3．将 1mol CO 和1mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)

+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ，此时有的 CO 转化为 CO2，在相同条件下，若将

1molCO2、1molH2和1molH2O(g)充入同一反应容中，当达到平衡后，混合气体中 CO2的体积

分数可能为（）

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