师：各位同学，大家好。通过之前的学习，我们已经了解到化学反应是有限度的。为了寻找定量描述化学反应限度的方法，人们对许多化学平衡体系的数据进行分析，最终发现化学平衡常数可以用来表征化学反应限度的相对大小。今天，我们就一起来复习化学平衡常数的有关内容。
首先，一起回忆一下，什么是平衡常数？平衡常数有什么特点？在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态，生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值为一个常数，这个常数称为化学平衡常数，用符号K表示。它的表达式就是生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值。需要注意的是，由于固体和纯液体的浓度视为定值，通常不计入平衡常数的表达式中。
我们先来看两道高考题，请大家认真思考。对于这种最基本的平衡常数表达式的题目，相信大家应该都已经非常熟悉了。我们先看第一题，这个反应的平衡常数K的表达式为甲醇的平衡浓度比上一氧化碳的平衡浓度乘以氢气的平衡浓度的平方。再看下面一个反应，这个反应是在溶液中进行的，反应的平衡常数表达式为平衡时氯离子的浓度乘以平衡时硫酸根离子浓度的平方，除以平衡时亚氯酸根离子的浓度乘以平衡时亚硫酸根离子浓度的平方。
化学平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。我们再来看一组简单的例子，请大家写出下列反应的平衡常数表达式，并找出它们之间的关系。根据之前所学，我们不难写出它们的表达式。K1应该等于氨气的平衡浓度的平方，除以氮气的平衡浓度乘以氢气的平衡浓度的三次方，同理我们可以写出K2和K3。那K1、K2、K3之间存在什么样的关系呢？我们可以先来分析K1和K2。方程式一化学计量数是方程式二的2倍，因此K1等于K2的平方，或者K2等于根号下K1。那K1和K3之间又有什么样的关系呢？通过反应方程式可以看到，第一个反应和第三个反应，反应物与生成物恰好颠倒，因此K1与K3应该互为倒数，即K3等于1/K1。
通过这组例子，我们可以了解到，即使是对于同一个化学反应，由于书写方式不同，反应物与生成物的化学计量数不同，最终导致它们的化学平衡常数的表达式也不同。那平衡常数有什么特点呢？首先，它只受温度的影响，并且K值越大，反应物的转化率就越大，正反应的进行程度也就越大。其中，当K值大于10的5次方的时候，我们认为反应接近完全；当K值小于10的 -5次方的时候，我们认为这个反应很难进行。
平衡常数最常见的考察形式是计算，而我们在解决此类题目时最常用的方法是三段式法。接下来我们用一个例题来回顾三段式，这是2017年全国卷28题节选。硫化氢与二氧化碳在高温条件下发生反应，在610K时将0.1摩尔的二氧化碳与0.4摩尔的硫化氢充入到2.5升的空钢瓶中，反应平衡后，水的物质的量分数为0.02。硫化氢的平衡转化率是多少呢？反应的平衡常数K等于多少呢？请大家认真思考，马上我们来一起分析这个题目。
由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以反应前后气体的总物质的量不变，为0.5摩尔。根据平衡后水的物质的量分数为0.02，可求得水平衡时物质的量为0.01摩尔。然后列出三段式，反应物起始量已知，由于平衡时水的物质的量为0.01摩尔，我们可以推出硫化氢的转化量为0.01摩尔。因此，硫化氢的转化率为0.01÷0.4×100% = 2.5%。此时，各组份平衡时的物质的量都已经计算出来了，我们再将它们转化为平衡浓度，即可代入平衡常数表达式中，可得反应的平衡常数为2.8×10的 -3次方。这就是我们对于常见的平衡常数计算时所采用的三段式法。
三段式是有效解答化学平衡计算题的重要方法，解题时要注意清楚条理地列出起始量、转化量和平衡量，并按题目要求来进行计算，同时还要注意单位的统一。那我们接下来一起来总结一下三段式应用的一般步骤。第一，要找出反应所需的反应方程式；第二，根据信息清楚条理地列出起始量、转化量和平衡量，即把三段式列出来；第三步，我们要根据反应方程式写出平衡常数的表达式；第四步，要把平衡时各组分的浓度带入到平衡常数表达式中。题目中通常借助表格、图像等提供信息。作答时，我们需要先明确想找的量，再解读表格和图像。
前面的题目中平衡常数的表示方法，我们叫浓度平衡常数，记作Kc，这种平衡常数适用于气体和溶液的平衡。从2014年的全国一卷开始，近年的高考考题中经常出现压强平衡常数，记作Kp。这种平衡常数适用于气体的平衡，表示起来二者没有太大的区别，只不过在压强平衡常数表达式中把气体的浓度换成了气体的分压。混合气体中某组份的分压等于总压乘以该组份的物质的量分数。
接下来我们来看一道有关于压强平衡常数的计算题，请大家认真读题，仔细分析。这是乙烯水合制乙醇的反应，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示，其中水的物质的量比上乙烯的物质的量等于1:1，计算图中a点压强平衡常数等于多少。
首先我们还是先列出三段式，题目中给出了反应物乙烯和水蒸气的投料比为1:1，我们不妨假设起始投料均为1摩尔，乙醇起始量为0摩尔。根据图中纵坐标信息，a点的乙烯平衡转化率为20%，平衡时各组份的物质的量分别为0.8摩尔、0.8摩尔、0.2摩尔。
想要计算出压强平衡常数，我们就要用到各物质的平衡分压。计算分压需要各物质的量分数，那我们先计算出平衡时的总物质的量为1.8摩尔，于是我们可以计算出各组份平衡时的物质的量分数。计算平衡分压还需要用到平衡时的总压强，根据图像中已经给出的平衡总压为7.85兆帕，物质的量分数分别乘以平衡总压就是各组份的平衡分压了。得到各组份的平衡分压后，我们只需要把它带入到压强平衡常数的表达式中即可进行计算。经过简单化简，我们可以得到一个分式，但是最终还是要化成小数的形式，而且还要注意计算结果要带上单位。
这是一般的关于平衡分压的计算。但有些题目中除了要计算压强平衡常数之外，还会涉及到转化量的计算，一样要用到三段式法。但在一些给出了差值信息的题目中，我们还需要用到差量法来进行计算。我们来看一个例题。某温度下等物质的量的碘和环戊烯在刚性容器内发生反应，起始总压为10的5次方Pa，平衡时总压增加了20%，则环戊烯的转化率为多少呢？这个反应的压强平衡常数又等于多少呢？请大家认真思考怎么去计算。