师：同学们，大家好！今天我们共同来学习平衡转化率，这是本节课的核心素养目标。一个化学反应达到平衡后，它正向进行到什么程度呢？在化学反应平衡中，我们通常利用化学平衡常数来表示该反应正向进行的程度，化学反应平衡常数值越大，说明该反应正向进行的程度越大。但有时这个表述不是很直观，因此在实际应用中我们引入了平衡转化率。
那么，什么是平衡转化率呢？我们一起来看它的概念。平衡转化率指的是平衡时已转化的某反应物的量，这里的量可以指物质的量，也可以指物质的量浓度，与转化前该反应物的量之比。这里的转化前，也就是平常讲的起始量，它们的比值就是平衡转化率。平衡转化率可以描述化学反应的限度，这也是它在工厂或工业生产中体现的价值。
由概念我们得出平衡转化率的表达式。比如，$i$和$b$反应生成$c$和$d$，反应物$i$的平衡转化率可以描述成$i$的初始浓度减去$i$的平衡浓度，再比上$i$的初始浓度，然后乘以百分之百。这里$i$的初始浓度减去$i$的平衡浓度，其实就是平常所说的$i$的变化量浓度。即反应物$i$的平衡转化率为$i$的变化量浓度比上$i$的起始浓度乘以百分之百。
好的，下面我们利用平衡计算中建立的模型——平衡三段式来看一下。当$a$和$b$反应生成$c$和$d$，起始量为$a$摩尔的$a$，$b$摩尔的$b$，$c$和$d$为零。这里存在一个横向关系，即转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，这一规律也是三段式的核心内容。平衡量方面，由三段式我们可以导出上节课学习的化学平衡常数表达式，并且在三段式中存在纵向关系，即反应物中存在平衡量、起始量与转化率之间的关系，生成物中同样存在平衡量、起始量和转化率之间的关系。由平衡三段式，我们可以导出反应物$i$的平衡转化率公式，即为它的转化量（设为$MX$）比上它的起始量$m$，再乘以百分之百，这样就得出了它的平衡转化率公式。
下面我们检验一下同学们上节课学习的利用三段式求解有关化学平衡常数的计算。
来看这道题，题目让我们求平衡常数，依据平衡常数表达式，我们需要求解平衡时各物质的浓度。根据题目，在一定条件下将二氧化氮与二氧化硫的体积比为$1:2$，也就是物质的量之比为$1:2$。我们设二氧化氮的物质的量为$1$摩尔，二氧化硫的物质的量为$2$摩尔，参加反应的二氧化氮的物质的量为$x$摩尔。
列出三段式，我们可以看到其转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比。然后根据题目，平衡时二氧化氮与二氧化硫的体积之比为$1:6$，也就是物质的量之比为$1:6$，列出方程并求解。由于该反应前后气体的化学计量数之和相等，因此我们可以由物质的量得出物质的量浓度，代入平衡常数表达式可以求出本题的平衡常数$k$值等于$\frac{8}{3}$。
下面我们再来看如何利用三段式求解有关平衡转化率的问题，来看例题一，请同学们思考一下。这道题在列三段式时，是用物质的量还是用物质的量浓度呢？我们看题目给的条件，题目中给了平衡常数，我们知道平衡常数是依据平衡时各物质浓度求解的，因此本题用物质的量浓度来列取三段式。来看具体解题过程。
氢气和碘蒸汽的起始浓度均为$0.01mol/L$。我们设氢气的转化量浓度为$x$，依据转化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，因此得出碘蒸汽以及碘化氢的相关量，得出平衡量代入到平衡常数表达式中，$k$等于碘化氢浓度的平方（即$(2x)^2$）比上氢气和碘蒸汽浓度的乘积，求解方程得$x = 0.002$。然后氢气的转化率为氢气的转化量$0.002$比上它的起始量$0.01$乘以百分之百，这样就求出氢气的平衡转化率为$20%$。
我们同样也可以设其他未知数，比如设氢气的转化率为$x$，代入到平衡三段式中。这里可以看到氢气的变化浓度为它的起始浓度$0.01mol/L$乘以转化率$x$，所以得到它的变化浓度为$0.01x$，代入到平衡常数表达式中，这样就可以直接求出氢气的转化率为$20%$。
好的，下面来看一道拓展题，请同学们思考并演算。
这道题让我们求平衡时氮气的体积分数，根据容积可变及气体状态方程，我们知道气体体积分数等于其物质的量分数。因此本题只要求出氮气的物质的量分数就可以。起始时$2$摩尔的氮气，$8$摩尔的氢气，根据起始$8$摩尔的氢气及平衡时氢气的转化率为$25%$，得出氢气的转化量为$2$摩尔，代入到平衡三段式，其转化量之比等于方程式中的化学计量数之比。氮气和氢气的系数之比为$1:3$，由此得出氮气的转化量为$\frac{2}{3}$摩尔。同样的道理，根据氢气和氨气系数之比为$3:2$得出氨气的转化量为$\frac{4}{3}$摩尔，进而得出平衡量。这时平衡时氮气的物质的量分数为平衡时氮气的物质的量$\frac{4}{3}$摩尔，比上平衡时气体总的物质的量（即氮气的$\frac{4}{3}$摩尔加上氨气的$\frac{4}{3}$摩尔加上氢气的$6$摩尔）乘以百分之百，约为$15.4%$，也就是氮气的体积分数约为$15.4%$。
由以上两题我们可以得出解此类题的一般思路：一、设未知数，具体题目具体分析灵活设，一般设某物质的转化量为$x$；二、列出三个量，初始量、变化量、平衡量；三、根据平衡时含$x$的相应关系列式求解。
有了思路，接下来请同学们做相应练习，来看第三题。请同学们思考并演算，我们一起来检验大家的演算结果。
先来看第一小问，第一小问让我们求该反应的平衡常数，我们知道平衡常数通过平衡时各物质的浓度求解，因此本题用物质的量浓度代入三段式。我们可以设平衡时二氧化硫的浓度为$xmol/L$，列出如下三段式。然后根据题目中平衡时二氧化硫的转化率为$50%$，列出方程并求解，代入到平衡三段式中，得出平衡时各物质的浓度，再代入到平衡常数的表达式中，得出本题的平衡常数$k$值等于$1$。