平衡常数 $K$ 是描述化学反应在一定条件下达到平衡时反应物和生成物浓度或分压比值的物理量。对于涉及气体的可逆反应，平衡常数 $K$ 通常用分压表示。分压 $p$ 是指在平衡状态下，某种气体在体系中的压力。
计算分压 $K$ 的步骤如下：
- 计算各物质的量或浓度 ：
- 使用“三段式”法或其他方法计算平衡时各物质的量 $n$ 或浓度 $c$。
- 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数 ：
- 物质的量分数 $f_i$ 或体积分数 $V_i$ 可以通过下式计算：
$$ f_i = \frac{n_i}{n_{\text{total}}} $$
其中 $n_i$ 是第 $i$ 种物质的量，$n_{\text{total}}$ 是体系中的总物质的量。
- 计算各气体物质的分压 ：
- 分压 $p_i$ 可以通过下式计算：
$$ p_i = p_{\text{total}} \times f_i $$
其中 $p_{\text{total}}$ 是体系中的总压强，$f_i$ 是第 $i$ 种物质的物质的量分数。
- 代入平衡常数公式计算 ：
- 对于反应 $\sum_{i} a_i A_i \rightleftharpoons \sum_{j} b_j B_j$，其平衡常数 $K$ 可以表示为：
$$ K = \frac{\prod_{i} p_i^{b_i}}{\prod_{j} p_j^{a_j}} $$
其中 $p_i$ 和 $p_j$ 分别是生成物和反应物的分压，$a_i$ 和 $b_j$ 分别是它们在化学方程式中的系数。
示例
考虑反应 $N_2（g） + 3H_2（g） \rightleftharpoons 2NH_3（g）$，在 25°C 时的平衡常数 $K$ 以分压表示为：
- 计算各物质的量或浓度 ：
- 假设通过“三段式”法或其他方法得出平衡时 $N_2$、$H_2$ 和 $NH_3$ 的物质的量分别为 $n_1$、$n_2$ 和 $n_3$。
- 计算各气体组分的物质的量分数 ：
-
$f_{N_2} = \frac{n_1}{n_1 + n_2 + n_3}$
-
$f_{H_2} = \frac{n_2}{n_1 + n_2 + n_3}$
-
$f_{NH_3} = \frac{n_3}{n_1 + n_2 + n_3}$
- 计算各气体物质的分压 ：
-
$p_{N_2} = p_{\text{total}} \times f_{N_2}$
-
$p_{H_2} = p_{\text{total}} \times f_{H_2}$
-
$p_{NH_3} = p_{\text{total}} \times f_{NH_3}$
- 代入平衡常数公式 ：
- $K = \frac{p_{N_2}^1 \times p_{H_2}^3}{p_{NH_3}^2}$
通过上述步骤，你可以计算出任意反应在平衡状态下的分压平衡常数 $K$。注意，这里的计算假设所有气体在平衡状态下的分压之和等于总压强 $p_{\text{total}}$。
