# 化学平衡计算器 - ICE 表、Kc 与 Kp 换算、勒夏特列原理

> 免费在线化学平衡计算：输入可逆反应、平衡常数与初始浓度，自动列 ICE 三段式，精确求平衡浓度与转化率，判断 Q 与 K 的移动方向并检验近似。

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- 最后更新: 2026-10-26
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求平衡浓度的标准方法是 ICE 表（三段式）：列出初始量 I、变化量 C 和平衡量 E，用反应进度 x 表示变化，代入平衡常数表达式解出 x。例如 448 °C 时 H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) 的 Kc = 50.5，H₂ 和 I₂ 初始各 1.0 mol/L：平衡时 [H₂] = [I₂] = 1.0 − x，[HI] = 2x，由 (2x)² / (1 − x)² = 50.5 得 x ≈ 0.780，[HI] ≈ 1.561 mol/L，H₂ 转化率约 78%。本工具输入可逆反应后自动配平，写出 Kc 或 Kp 的表达式（纯固体、纯液体不计入），先由初始量算出反应商 Q 判断反应向哪个方向进行，再在使所有浓度非负的区间内用二分法精确解出 x——不依赖小 x 近似，K 极大或极小时也能算准；同时给出小 x 近似值并按 5% 规则判断它是否可用。还能按 Kp = Kc(RT)^Δn 在 Kc 与 Kp 之间换算（可选 atm 或 bar）。勒夏特列原理页根据各物质位置、气体分子数变化 Δn 和反应热 ΔH，列出增减物质、压缩或扩大体积、充入惰性气体、升降温度、加催化剂时平衡如何移动、K 是否改变，并可用范特霍夫方程计算另一温度下的 K。内置合成氨、碘化氢、N₂O₄ 分解、水煤气变换、PCl₅ 分解、SO₂ 氧化等教材例题。

## 使用步骤

1. 输入可逆反应（可带状态符号）或点选示例，选择 Kc 或 Kp 并填写平衡常数和温度
2. 在 ICE 表中填写各物质的初始浓度或分压，查看 Q、移动方向、x、平衡浓度、转化率和 5% 近似检验
3. 切换到勒夏特列原理页，查看各种条件改变时平衡的移动方向，或用范特霍夫方程求其他温度下的 K

## 功能特点

- 自动配平并写出 Kc / Kp 表达式，纯固体、纯液体自动排除
- ICE 三段式表，变化与平衡行写成 0.10 − 2x 这样的表达式
- 比较 Q 与 K 判断反应方向，正向、逆向都能求解
- 在允许区间内精确求根，不依赖小 x 近似，K 极端时仍准确
- 小 x 近似与 5% 规则检验，显示近似误差
- Kp = Kc(RT)^Δn 换算，可选 atm 或 bar
- 勒夏特列原理：浓度、压强、惰性气体、温度、催化剂的影响
- 范特霍夫方程计算不同温度下的平衡常数

## 常见问题

### 什么时候可以用小 x 近似？

当 K 很小、反应只进行一点点时，可以把 0.10 − x 近似为 0.10 来简化计算。判断标准是 5% 规则：近似求得的 x 与初始浓度之比不超过 5%。例如 H₂ + I₂ ⇌ 2HI（Kc = 50.5）近似得到的 x 远超初始浓度，近似完全不成立。本工具总是给出精确解，同时显示近似值和消耗比例，方便对照作业答案。

### Kc 和 Kp 怎么换算？

对气相反应，Kp = Kc(RT)^Δn，其中 Δn 是气态生成物与气态反应物的计量数之差，R 取 0.08206 L·atm/(mol·K)（压强用 atm）或 0.08314 L·bar/(mol·K)（压强用 bar），T 为开尔文温度。Δn = 0 时两者相等，例如 H₂ + I₂ ⇌ 2HI。

### 为什么纯固体和纯液体不写进平衡常数表达式？

纯固体和纯液体的活度视为 1，它们的量多少不影响平衡位置，所以不出现在 K 的表达式里，加入或减少它们也不会使平衡移动。在工具中把物质状态设为 (s) 或 (l) 就会自动排除；溶液中作溶剂的水通常也写作 H₂O(l)。

### 升高温度为什么会改变 K，而改变浓度或压强不会？

平衡常数只与温度有关。按范特霍夫方程，吸热反应（ΔH > 0）升温时 K 增大、平衡正向移动，放热反应升温时 K 减小、平衡逆向移动。改变浓度或压强只改变反应商 Q，使 Q ≠ K，平衡随后移动到新的位置，但 K 本身不变；催化剂只加快达到平衡的速度。

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