平衡常数K的计算可以通过 三段式法 （即浓度变化法）进行，具体步骤如下：
一、三段式法的基本步骤
- 建立三段式表格
设定反应物和生成物的初始浓度、变化浓度及平衡浓度，形成如下结构：
| 物质 | 初始浓度 （mol/L） | 变化浓度 （mol/L） | 平衡浓度 （mol/L） |
|---|---|---|---|
| A | a | -mx | a - mx |
| B | b | -nx | b - nx |
| C | 0 | px | px |
| D | 0 | qy | qy |
- 代入平衡常数表达式
根据平衡常数定义：
$$K = \frac{[C]^c \cdot ^d}{[A]^a \cdot [B]^b}$$
将平衡浓度代入公式，例如对于反应：
$$mA + nB \leftrightarrow pC + qD$$
平衡常数表达式为：
$$K = \frac{[C]_p \cdot _p}{[A]_a \cdot [B]_b} = \frac{(px)^p \cdot (qy)^q}{(a - mx)^m \cdot (b - nx)^n}$$
- 简化与计算
-
若反应在稀溶液中进行，水的浓度可视为常数，可省略计算；
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通过代数运算化简表达式，得到K的具体数值。
二、注意事项
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标准平衡常数 ：当反应物和生成物均处于标准状态（如1 atm压强、298 K）时，计算得到的K值称为标准平衡常数，单位为1；
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非标准平衡常数 ：若反应条件非标准（如不同温度、压强），K值量纲与反应式相关，需结合具体条件分析；
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转化率计算 ：通过K值可推导反应物转化率，例如：
$$\alpha_A = 1 - \left(\frac{[A]_a}{[A]_a - mx}\right)^m$$
三、示例计算
以反应：
$$N_2(g) + 3H_2(g) \leftrightarrow 2NH_3(g)$$
为例，若起始浓度分别为1 mol/L、3 mol/L，平衡时N₂消耗0.2 mol/L，则：
-
平衡浓度：[N₂] = 0.8 mol/L，[H₂] = 2.4 mol/L，[NH₃] = 0.4 mol/L
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平衡常数：
$$K = \frac{(0.4)^2}{(0.8)^1 \cdot (2.4)^3} \approx 0.072$$
通过三段式法，可系统地计算平衡常数，并结合初始条件分析反应进程。
