第621篇 清华之路：全红婵儿2000篇化学学霸笔记

第621篇 清华之路：全红婵儿2000篇化学学霸笔记（化学平衡常数K、转化率计算，三段式解题模板）

晚自习的台灯光晕笼罩桌面，红婵刚写完化学平衡移动的笔记。勒夏特列原理能定性判断平衡往哪边移动，但做题经常需要算具体数值：平衡时各物质浓度是多少、反应物转化了多少。

光影缓缓浮现，时空智者站在一旁，看着她草稿纸上的可逆反应方程式。

时空智者：“勒夏特列是定性的罗盘，告诉我们方向；平衡常数K与三段式，则是定量的尺子，可以算出平衡体系真实的数据。平衡常数只由温度决定，不受浓度压强改变；三段式是化学平衡计算题的万能模板，掌握它，绝大多数平衡计算都可以从容拆解。”

红婵拿起笔，在笔记本上写下标题，开始梳理。

✍️红婵学霸笔记正文

一、化学平衡常数\boldsymbol{K}

1.定义

对于可逆反应：\ce{aA(g) + bB(g) <=> cC(g) + dD(g)}

在一定温度下，达到化学平衡时：

\boldsymbol{K=\dfrac{[\ce{C}]^c\cdot[\ce{D}]^d}{[\ce{A}]^a\cdot[\ce{B}]^b}}

注意：式中[\ce{A}]、[\ce{B}]代表平衡浓度，不是起始浓度、不是转化浓度。

📌红婵批注：

① 固体、纯液体不写入平衡常数表达式！ 浓度视为常数，直接省略。

例：\ce{C(s) + H2O(g) <=> CO(g) + H2(g)}

K=\dfrac{[\ce{CO}]\cdot[\ce{H2}]}{[\ce{H2O}]}

固体\ce{C}不写进表达式。

② K的单位一般不写，只看数值大小。

③ K只与温度有关！ 浓度、压强、催化剂改变，K不变；只有温度改变，K才会变化。

2.K的大小意义

- K越大：反应进行程度越大，生成物占比越高，反应物转化率越高。

- K越小：反应进行程度越小。

一般：K>10^5，反应基本进行完全；K<10^{-5}，反应很难发生。

3.温度对K的影响

- 正反应吸热（\Delta H>0）：升温，K增大；降温，K减小。

- 正反应放热（\Delta H<0）：升温，K减小；降温，K增大。

记忆口诀：吸热升温K变大，放热升温K变小。

4.浓度商\boldsymbol{Q_c}（判断反应方向，选择题高频）

浓度商表达式和K完全一样，但是代入任意时刻浓度（不一定平衡）。

- Q_c<K：反应正向进行

- Q_c=K：反应达到平衡状态

- Q_c>K：反应逆向进行

二、转化率\boldsymbol{\alpha}

转化率：某反应物转化的比例。

\boldsymbol{\alpha=\dfrac{\text{转化的物质的量(或浓度)}}{\text{起始的物质的量(或浓度)}}\times100\%}

注意：转化率是针对某一种反应物，不同反应物转化率不一定相等。

增大某一种反应物浓度，平衡正向移动，该反应物转化率降低，其他反应物转化率升高，高频选择题陷阱。

三、万能解题模板：三段式（平衡计算题必考）

通用格式，对气体反应，既可以用浓度，也可以用物质的量计算。

反应：\ce{aA + bB <=> cC + dD}

起始        

转化        

平衡        

核心规则：

1. 转化量之比 = 化学计量数之比；

2. 反应物：平衡 = 起始 − 转化；

3. 生成物：平衡 = 起始 + 转化；

4. 算出平衡量后，代入K表达式；求转化率就套转化率公式。

例题示范

在1L密闭容器中，投入\ce{2 mol SO2}、\ce{1 mol O2}，发生反应

\ce{2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g)}，平衡测得\ce{SO3}为1.2 mol。求\ce{SO2}转化率、平衡常数K。

三段式（体积1L，物质的量数值=浓度）

起始 2 1 0

转化 1.2 0.6 1.2

平衡 0.8 0.4 1.2

\alpha(\ce{SO2})=\dfrac{1.2}{2}\times100\% = \boldsymbol{60\%}

K=\dfrac{[\ce{SO3}]^2}{[\ce{SO2}]^2\cdot[\ce{O2}]}=\dfrac{1.2^2}{0.8^2\times0.4}=\boldsymbol{5.625}

四、高频易错选择题&计算陷阱

1. 误区：平衡常数表达式中可以写入固体物质（×）

解析：固体、纯液体不写入K表达式。

2. 误区：增大压强，平衡常数K变大（×）

解析：K只由温度决定，压强、浓度改变K不变。

3. 误区：Q_c=K，反应停止（×）

解析：达到动态平衡，反应仍在进行。

4. 误区：平衡正向移动，反应物转化率一定全部提高（×）

解析：增加某一反应物浓度，自身转化率下降，别的反应物转化率上升。

5. 误区：三段式中转化量可以随便设（×）

解析：转化量必须严格按照计量数比例。

五、真题训练

题1 反应\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}\ \ \Delta H<0，下列说法正确的是（）

A.升高温度，平衡常数K增大

B.增大压强，K增大

C.温度不变，充入\ce{N2}，K不变

D.催化剂可以改变K

✅答案：C

解析：K只受温度影响；放热升温K减小；催化剂不改变K。

题2 一定温度下，反应\ce{2NO2(g)<=>N2O4(g)}，某时刻测得各物质浓度，计算得到Q_c>K，此时反应（）

A.正向进行

B.逆向进行

C.恰好平衡

D.无法判断

✅答案：B

题3 在恒温恒容容器中，\ce{2A(g) + B(g) <=> 2C(g)}，起始A为2mol，B为1mol，达到平衡A剩余1mol。求A的转化率。

A.50% B.25% C.75% D.100%

✅答案：A

解析：转化1mol，\alpha=\dfrac{1}{2}\times100\%=50\%。

红婵把三段式模板抄写在笔记本侧边，标注重点符号。

时空智者：“定性看方向，定量算数值。勒夏特列帮我们看清趋势，三段式帮我们算出确切结果。学习也是这样，既要懂得大方向，也要落实到具体计算，不能只停留在空想。”

红婵将这段话写在页眉，把笔记归档进《红婵清华北大学霸笔记铺》。窗外夜色沉沉，教室里只剩笔尖沙沙声响。

📱互动环节：《红婵清华北大学霸笔记铺》

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