《2025年赢在微点化学》

3. 化学平衡常数与转化率的计算
“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
（1）明确三个量——起始量、变化量、平衡量（单位：mol或mol·L⁻¹）。
$N_{2}+3H_{2}\underset{高温、高压}{\overset{催化剂}{\rightleftharpoons }}2NH_{3}$
起始量 1 3 0
变化量 a b c
平衡量 1 - a 3 - b c
①反应物的平衡量=起始量 - 变化量。
②生成物的平衡量=起始量+变化量。
③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是解题的关键。
（2）掌握三个百分数。
①$转化率=\frac{n(转化)}{n(起始)}\times100\%=\frac{c(转化)}{c(起始)}\times100\%$。
②生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率也就越高。$产率=\frac{产物实际产量}{理论产量}\times100\%$。
③$混合物中某组分的百分含量=\frac{平衡量}{平衡总量}\times100\%$。
（3）谨记答题模板。
反应：$mA(g)+nB(g)\rightleftharpoons pC(g)+qD(g)$，令A、B起始物质的量（mol）分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。
$mA(g)+nB(g)\rightleftharpoons pC(g)+qD(g)$
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a - mx b - nx px qx
对于反应物：$n(平)=n(始)-n(变)$
对于生成物：$n(平)=n(始)+n(变)$
则有①平衡常数：$K=\frac{(\frac{px}{V})^{p}\cdot(\frac{qx}{V})^{q}}{(\frac{a - mx}{V})^{m}\cdot(\frac{b - nx}{V})^{n}}$。
②A的平衡浓度：$c(A)_{平}=\frac{a - mx}{V}$。
③A的转化率：$\alpha(A)_{平}=\frac{mx}{a}\times100\%$。
④A的体积分数：$\varphi(A)=\frac{a - mx}{a - mx + b - nx + px + qx}\times100\%$。
⑤平衡与起始压强之比：$\frac{p_{平}}{p_{始}}=\frac{a - mx + b - nx + px + qx}{a + b}$。
⑥混合气体的平均密度：$\rho_{混}=\frac{m_{总}}{V}=\frac{Ma + Mb}{V}$（M为摩尔质量）。
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：$\overline{M}=\frac{Ma + Mb}{a - mx + b - nx + px + qx}$。

答案： ①$\frac{(\frac{px}{V})^{p}\cdot(\frac{qx}{V})^{q}}{(\frac{a - mx}{V})^{m}\cdot(\frac{b - nx}{V})^{n}}$ ②$\frac{a - mx}{V}\text{ }mol\cdot L^{-1}$③$\frac{mx}{a}\times100\%$ ④$\frac{a - mx}{a + b+(p + q - m - n)x}\times100\%$⑤$\frac{a + b+(p + q - m - n)x}{a + b}$ ⑥$\frac{a\cdot M(A)+b\cdot M(B)}{V}\text{ }g\cdot L^{-1}$⑦$\frac{a\cdot M(A)+b\cdot M(B)}{a + b+(p + q - m - n)x}\text{ }g\cdot mol^{-1}$

思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1. 反应$SO_{2}(g)+2CO(g)\rightleftharpoons2CO_{2}(g)+S(l)$ $\Delta H＜0$在恒容的密闭容器中进行，平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变。（ ）
2. 对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。（ ）
3. 增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。（ ）
4. 可根据K随温度的变化情况判断反应的热效应。（ ）
5. 化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。（ ）

答案： 1. × 提示:反应前后气体分子数不相等,如温度不变时,平衡前容器内压强逐渐变小。
2. × 提示:对于正反应吸热的反应,升高温度平衡正向移动,K增大;对于正反应放热的反应,升高温度平衡逆向移动,K变小。
3. × 提示:增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,但K不变,因为K只受温度的影响,温度不变,K不变。
4. √ 提示:若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
5. √ 提示:化学反应达平衡时,各反应物的转化率达到最大。化学平衡常数本身就是表示化学平衡时各物质浓度的关系。故平衡常数和转化率是从两个不同的角度来反映化学反应进行的程度。