“三段式法”解化学平衡计算_化学平衡三段式计算

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“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xCO2 ====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+ =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

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-平衡时物质的量

1.5mol 2 mol

1molmol 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 第1页 转化

x

3x

2x

平衡

a—x

b—3x

2x

依题意有

—2x = 4/5 100

x=10mL

又体积与物质的量成正比。所以有： ①a+b=100

28a+2b =9 ②

100—2x

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 ×100%=37.5% 80

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。

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