化学自习室移动版

在化学平衡的计算中，常常要计算反应物的转化率、各组分的转化浓度、转化的物质的量、平衡浓度、平衡时物质的量等。若在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量，能理顺关系，找出已知与未知的关系，对正确分析和解决问题有很大帮助。

[例1] 在一定条件下已测得反应2CO₂2CO＋O₂，其平衡体系的平均相对分子质量为M，则在此条件下二氧化碳的分解率为      。

[分析] 

假设起始二氧化碳的物质的量为2mol，分解率为x

                     2 CO₂  2 CO ＋ O₂

开始物质的量     2mol        0          0

转化的物质的量   2x          2x        x

平衡物质的量     2—2x       2x       x

根据质量守恒定律，反应前后气体的总质量为88g，反应后气体的总的物质的量为：（2—2x）+2x+x =2—x 

由摩尔质量的定义得：M=88g/（2—x）mol

所以  x=（88—2M）/M

[例2] 把3molA和2.5molB混合，充入2L密闭容器中，发生下列反应：3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g），经5秒钟反应达到平衡，生成1mol D，并测得C的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1，则此反应中B的转化率为      ，C的化学计量数x为     ，A的平衡浓度为      。

[分析]

 在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量

                3A（g）+B（g）  xC（g）+2D（g）

开始物质的量    3mol          2.5mol         0            0

 转化的物质的量  1.5mol    0.5 mol                  1mol

反应速率                                  0.1mol·L^-1·s^-1

平衡时物质的量  1.5mol     2 mol       1mol         1 mol

由D的生成量，根据方程式可计算出A、B的转化量分别为1.5mol 、0.5mol。所以，B的转化率为0.5/2.5=20%。

由题意，D的反应速率为 1mol/（2L·5s）=0.1mol·L^-1·s^-1 

根据C、D的平均反应速率之比等于化学计量数比，可得x=2。

根据平衡时A的物质的量，A的平衡浓度为1.5mol/2L=0.75mol/L。

[例3] 在一定条件下，将N₂、H₂混合气体100mL通人密闭容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小1/5，有测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求：

⑴原混合气中N₂、H₂各多少毫升？

⑵H₂的转化率是多少？

[分析] 

根据N₂与H₂反应的特点，4体积反应生成2体积，总体积减少2体积，减少的体积等于生成的氨的体积。根据阿伏加德罗定律，反应前后压强比等于体积比，压强减少1/5，体积减少100mL的1/5，即减少20mL。

设开始N₂、H₂的体积分别为a、b，在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量

N₂    ＋   3H₂   2NH₃

开始            a        b             0

转化            x        3x          2x 

平衡           a—x     b—3x    2x   

依题意有

 x=10mL 

又体积与物质的量成正比。所以有：

①a+b=100

 ②

解①②得：    

 a=20mL，b=80mL 。 

即开始N₂、H₂的体积分别为20mL、80mL。

氢气的转化率为：

以上几例可以看出，只要用“三段式”理顺反应过程中的各物质的各量间的关系，复杂的问题就能迎刃而解。