“三段式法”解化学平衡计算

第1页“三段式法”解化学平衡计算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2CO2====2CO+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x2CO2====2CO+O2开始物质的量2mol00转化的物质的量2x2xx平衡物质的量2—2x2xx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+=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1D，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3mol2.5mol00转化的物质的量1.5mol0.5mol1mol反应速率0.1mol·L-1·s-1平衡时物质的量1.5mol2mol1mol1mol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ab0第2页转化x3x2x平衡a—xb—3x2x依题意有x=10mL又体积与物质的量成正比。所以有：①a+b=100②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。28a+2b100—2x=9100100—2x=4/53080×100%=37.5%