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热点强化18 多平衡体系平衡常数的计算
类型一 连续反应
连续平衡是指有关的两个可逆反应有着关联，第一个反应的某一生成物，是第二个反应的反
应物。解题时要注意如果该物质是第一个反应的生成物，第二个反应的反应物；则在第一个
反应中，该物质的初始量为0，它的平衡量则为第二个反应中该物质的初始量(在计算第二
个反应的转化率尤为重要)。
例1 [2021·辽宁，17(6)]苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发
生如下反应：
Ⅰ.主反应：
(g)＋3H2(g)
(g) ΔH1<0
Ⅱ.副反应：
(g)
(g) ΔH2>0
回答下列问题：
恒压反应器中，按照n(H2)∶n(C6H6)＝4∶1 投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为p0，平衡时苯的
转
化
率
为
α
，
环
己
烷
的
分
压
为
p
，
则
反
应
Ⅰ
的
Kp
＝
___________________________________(列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，
分压＝总压×物质的量分数)。
例2 二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下：
Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
500 K 时，在2 L 密闭容器中充入4 mol CO 和8 mol H2,4 min 达到平衡，平衡时CO 的转化率
为80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则：
(1)0～4 min，反应Ⅰ的v(H2)＝__________________________。
(2)反应Ⅱ中CH3OH 的转化率α＝________，反应 Ⅰ的平衡常数K＝________。
思路引导 利用C、H、O 原子守恒计算平衡时各物质的物质的量，再求各物质的平衡浓度，
代入平衡常数表达式计算。
类型二 竞争反应(平行反应)
平行反应是指反应物能同时平行地进行两个或两个以上的不同反应，得出不同的产物。其中
反应较快或产物在混合物中所占比率较高的称为主反应，其余称为副反应。解题时要注意如
果一个物质是两个平行反应的反应物，则题目中所给初始量则是该物质在这两个反应中的初
始量之和。
例3 2021 年8 月，我国第一套利用中国石油自主研发的乙烷裂解制乙烯技术建成的大型乙
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烯生产装置成功投料开车。其反应原理为①C2H6(g)C2H4(g) ＋H2(g) ，副反应为
②2C2H6(g)C2H4(g)＋2CH4(g)。
250 ℃时，在容积为1 L 的密闭容器中，充入2 mol C2H6(g)，发生反应①和②。反应达到平
衡时，C2H6(g)的转化率为50%，H2的选择性(生成的H2占生成的CH4和H2总量的百分比)为
80%，则该温度下反应②的平衡常数为________。
1．加热N2O5时，发生以下两个分解反应：①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2，在2
L 密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到T ℃达到化学平衡时O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，
则在该温度下反应①的平衡常数为( )
A．8.5 B．9.6 C．10.2 D．10.7
2．[2020·山东，18(2)]探究CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH 的产
率。以CO2、H2为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3
一定条件下，向体积为V L 的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达
到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO 为b mol，此时H2O(g)的浓度为__________ mol·
L－1(用含a、b、V 的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为__________。
3．[2019·天津，7(5)]在1 L 真空密闭容器中加入a mol PH4I 固体，t ℃时发生如下反应：
PH4I(s)PH3(g)＋HI(g) ①
4PH3(g)P4(g)＋6H2(g) ②
2HI(g)H2(g)＋I2(g) ③
达平衡时，体系中n(HI)＝b mol，n(I2)＝c mol，n(H2)＝d mol，则t ℃时反应①的平衡常数
K 值为______________(用字母表示)。
(1)有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解
题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反
应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒
法，可规避对反应过程的分析。
(2)原子守恒法解题基本思路：
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