是指在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,也不管反應物起始濃度大小,最後都達到平衡,這時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值是個常數,用K表示,這個常數叫化學平衡常數(1)平衡常數表示式化學反應 mA+nB(可逆號)pC+qD平衡常數表示式為K=[c^p(C)·c^q(D)]/[c^m(A)·c^n(B)]在書寫平衡常數表示式時,要注意以下問題:① 在應用平衡常數表示式時,稀溶液中的水分子濃度可不寫。因為稀溶液的密度接近於1 g/mL。水的物質的量濃度為55.6 mol/L。在化學變化過程中,水量的改變對水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個常數,此常數可歸併到平衡常數中去。對於非水溶液中的反應,溶劑的濃度同樣是常數。② 當反應中有固體物質參加時,分子間的碰撞只能在固體表面進行,固體的物質的量濃度對反應速率和平衡沒有影響,因此,固體的“濃度”作為常數,在平衡常數表示式中,就不寫固體的濃度。③ 化學平衡常數表示式與化學方程式的書寫方式有關。同一個化學反應,由於書寫的方式不同,各反應物、生成物的化學計量數不同,平衡常數就不同。但是這些平衡常數可以相互換算。④ 不同的化學平衡體系,其平衡常數不一樣。平衡常數大,說明生成物的平衡濃度較大,反應物的平衡濃度相對較小,即表明反應進行得較完全。因此,平衡常數的大小可以表示反應進行的程度。(2)平衡常數的測定平衡常數可以用實驗方法測定,也可以利用熱力學資料計算而得。實驗方法通常有化學方法和物理方法。化學方法是透過化學分析法測定反應達到平衡時各物質的濃度。但必須防止因測定過程中加入化學試劑而干擾了化學平衡。因此,在進行化學分析之前必須使化學平衡“凍結”在原來平衡的狀態。通常採用的方法是採取驟冷、稀釋或加入阻化劑使反應停止,然後進行分析。例如,要測定反應2H2+O2(可逆號)2H2O在2 000 ℃達到平衡時的平衡常數,可以將一定量的水置於耐高溫的合金管中加熱,在2 000 ℃時保持一段時間,使之達到化學平衡。然後,將管子驟然冷卻,再分析其中H2O、H2、O2的含量,便可計算出在2 000 ℃時這個反應的平衡常數。物理方法就是利用物質的物理性質的變化測定達到平衡時各物質濃度的變化,如透過測定體系的折光率、電導、顏色、壓強或容積的改變來測定物質的濃度。物理方法的優點是在測定時不會干擾或破壞體系的平衡狀態。(3)平衡常數的單位平衡常數有標準平衡常數和非標準平衡常數之分,前者的量綱為一,後者的量綱取決於平衡常數的表示式。根據標準熱力學函式算得的平衡常數是標準平衡常數,記作K ,又稱之為熱力學平衡常數;用平衡時生成物對反應物的壓力商或濃度商表示的平衡常數是經驗平衡常數(Kp或Kc),或稱作非標準平衡常數。中學教材中涉及的平衡常數是經驗平衡常數。大家知道,一些重要的熱力學函式,如U、H、F、G等的絕對值是無法確定的。為了計算它們的相對大小,需要統一規定一個狀態作為比較的標準,這樣才不致引起混亂。所謂標準狀態是指在溫度T和標準壓力 (101 325 Pa)下物質的特定狀態,簡稱標準態。熱力學資料表中的標準態,國際上都已有明確規定。對於反應物計量係數之和等於生成物計量係數之和的反應,其經驗平衡常數是無量綱的純數,與壓力、濃度所用的單位無關,而且也等於標準平衡常數之值。對於反應物計量係數之和不等於生成物計量係數之和的反應,則其經驗平衡常數是有量綱的量,其數值就與壓力、濃度所用的單位有關。也只有當壓力、濃度的單位與熱力學資料表中對應標準態的單位相同時,所計算的經驗平衡常數數值才能與標準平衡常數數值相同。催化劑對反應速率、化學平衡的影響對於一個確定的可逆反應來說,由於反應前後催化劑的化學組成、質量不變,因此,無論是否使用催化劑,反應的始、終態都是一樣的,則反應的標準吉布斯函式變化是相等的,催化劑對化學平衡無影響。一個化學反應採用同一種催化劑,可以同等程度改變正、逆反應速率。
是指在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,也不管反應物起始濃度大小,最後都達到平衡,這時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值是個常數,用K表示,這個常數叫化學平衡常數(1)平衡常數表示式化學反應 mA+nB(可逆號)pC+qD平衡常數表示式為K=[c^p(C)·c^q(D)]/[c^m(A)·c^n(B)]在書寫平衡常數表示式時,要注意以下問題:① 在應用平衡常數表示式時,稀溶液中的水分子濃度可不寫。因為稀溶液的密度接近於1 g/mL。水的物質的量濃度為55.6 mol/L。在化學變化過程中,水量的改變對水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個常數,此常數可歸併到平衡常數中去。對於非水溶液中的反應,溶劑的濃度同樣是常數。② 當反應中有固體物質參加時,分子間的碰撞只能在固體表面進行,固體的物質的量濃度對反應速率和平衡沒有影響,因此,固體的“濃度”作為常數,在平衡常數表示式中,就不寫固體的濃度。③ 化學平衡常數表示式與化學方程式的書寫方式有關。同一個化學反應,由於書寫的方式不同,各反應物、生成物的化學計量數不同,平衡常數就不同。但是這些平衡常數可以相互換算。④ 不同的化學平衡體系,其平衡常數不一樣。平衡常數大,說明生成物的平衡濃度較大,反應物的平衡濃度相對較小,即表明反應進行得較完全。因此,平衡常數的大小可以表示反應進行的程度。(2)平衡常數的測定平衡常數可以用實驗方法測定,也可以利用熱力學資料計算而得。實驗方法通常有化學方法和物理方法。化學方法是透過化學分析法測定反應達到平衡時各物質的濃度。但必須防止因測定過程中加入化學試劑而干擾了化學平衡。因此,在進行化學分析之前必須使化學平衡“凍結”在原來平衡的狀態。通常採用的方法是採取驟冷、稀釋或加入阻化劑使反應停止,然後進行分析。例如,要測定反應2H2+O2(可逆號)2H2O在2 000 ℃達到平衡時的平衡常數,可以將一定量的水置於耐高溫的合金管中加熱,在2 000 ℃時保持一段時間,使之達到化學平衡。然後,將管子驟然冷卻,再分析其中H2O、H2、O2的含量,便可計算出在2 000 ℃時這個反應的平衡常數。物理方法就是利用物質的物理性質的變化測定達到平衡時各物質濃度的變化,如透過測定體系的折光率、電導、顏色、壓強或容積的改變來測定物質的濃度。物理方法的優點是在測定時不會干擾或破壞體系的平衡狀態。(3)平衡常數的單位平衡常數有標準平衡常數和非標準平衡常數之分,前者的量綱為一,後者的量綱取決於平衡常數的表示式。根據標準熱力學函式算得的平衡常數是標準平衡常數,記作K ,又稱之為熱力學平衡常數;用平衡時生成物對反應物的壓力商或濃度商表示的平衡常數是經驗平衡常數(Kp或Kc),或稱作非標準平衡常數。中學教材中涉及的平衡常數是經驗平衡常數。大家知道,一些重要的熱力學函式,如U、H、F、G等的絕對值是無法確定的。為了計算它們的相對大小,需要統一規定一個狀態作為比較的標準,這樣才不致引起混亂。所謂標準狀態是指在溫度T和標準壓力 (101 325 Pa)下物質的特定狀態,簡稱標準態。熱力學資料表中的標準態,國際上都已有明確規定。對於反應物計量係數之和等於生成物計量係數之和的反應,其經驗平衡常數是無量綱的純數,與壓力、濃度所用的單位無關,而且也等於標準平衡常數之值。對於反應物計量係數之和不等於生成物計量係數之和的反應,則其經驗平衡常數是有量綱的量,其數值就與壓力、濃度所用的單位有關。也只有當壓力、濃度的單位與熱力學資料表中對應標準態的單位相同時,所計算的經驗平衡常數數值才能與標準平衡常數數值相同。催化劑對反應速率、化學平衡的影響對於一個確定的可逆反應來說,由於反應前後催化劑的化學組成、質量不變,因此,無論是否使用催化劑,反應的始、終態都是一樣的,則反應的標準吉布斯函式變化是相等的,催化劑對化學平衡無影響。一個化學反應採用同一種催化劑,可以同等程度改變正、逆反應速率。