化学平衡的计算是高考的难点,但掌握“三段式”这一核心方法,就能将复杂问题分解,清晰求解。对于高三学生而言,规范书写和准确理解每个物理量的含义是得分的关键。
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一、 教师指导:厘清“三段式”的逻辑框架
“三段式”是解决平衡计算问题的标准化流程,其核心在于清晰地展示反应过程中各物质浓度的变化关系。
- 基本步骤:
- 起始浓度:写出反应开始时各物质的浓度。
- 变化浓度:根据化学计量数之比,写出各物质浓度的变化量。
- 平衡浓度:根据“起始 ± 变化 = 平衡”求出平衡时各物质的浓度。
- 典例精讲:
- 对于反应 A + B ⇌ 2C,在2L密闭容器中,起始投料为2 mol A、1 mol B、0 mol C。
- 第一步:统一转为浓度(至关重要!)
- 起始浓度:c(A)₀ = 1 mol/L, c(B)₀ = 0.5 mol/L, c(C)₀ = 0 mol/L。
- 第二步:列三段式(浓度,单位:mol/L)
- 反应: A + B ⇌ 2C
- 起始浓度: 1.0 | 0.5 | 0
- 变化浓度: -x | -x | +2x
- 平衡浓度: 1-x | 0.5-x | 2x
- 应用:若已知平衡时C的浓度为0.8 mol/L,即2x = 0.8,则x=0.4。代入即可求平衡常数K与转化率。
二、 学霸策略:抓住两个计算核心与一个关键细节
学霸能高效运用“三段式”,在于他们紧扣以下要点:
- 核心一:平衡常数(K)的计算
- 公式:对于反应 aA + bB ⇌ dD + eE,K = [D]ᵈ[E]ᵉ / [A]ᵃ[B]ᵇ。
- 注意:代入的必须是平衡浓度,且固体和纯液体不写入表达式。
- 核心二:转化率(α)的计算
- 公式:转化率(α) = (变化浓度 / 起始浓度) × 100%
- 它反映了反应物在平衡时被消耗的程度,是衡量反应限度的关键指标之一。
- 关键细节:单位的统一与一致性
- 这是最常见的失分点。在列“三段式”时,必须全部使用浓度(mol/L),不能将物质的量(mol)与浓度混用。
- 若题目给出的是物质的量,第一步必须先除以体积转化为浓度;若容器体积未知,可设体积为1L,则物质的量在数值上等于浓度,可简化计算。
实战提醒与复习建议
- 规范是速度的前提:在平时练习中,就严格按三段式的格式书写,强迫自己规范步骤,考场上才能又快又准。
- 检查平衡浓度:算出结果后,快速验算“起始-变化=平衡”是否成立,以及各物质变化量是否符合化学计量数之比。
- 理解K与α的关系:K值越大,表示正反应趋势越大,反应物的平衡转化率通常也越高。
“三段式”是破解平衡计算的万能钥匙。通过专项练习,将其化为本能,你就能在高考中清晰、准确地拿下这类计算题的满分。
