什么是分压常数

王小薇

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什么是分压常数

1.平衡常数
经验平衡常数标准平衡常数平衡转化率判断化学反应的方向
2.和的关系
化学反应等温式几种热力学数据间的关系平衡常数的求法
3.化学平衡的移动
平衡移动的概念浓度对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响

可逆的化学反应进行到一定程度, 达到动态平衡.

似乎 (1) 和 (2) 的进行程度很不一样. 要用一个物理量来表明其大小, 定量描述之. 引入平衡常数的概念。

§1. 平衡常数

一.经验平衡常数

反应物或反应物与生成物按一定比例组成反应混合物. 平衡时, 各组分的浓度不再改变; 但反应混合物的组成不同时, 平衡体系的组成并不相同. 看如下的反应数据:

尽管平衡组成不同, 但的值是不变的;对于化学计量数不全是 1 的反应, 如:
平衡时,的值保持一定.对于一般可逆反应：aA + bB —— gG + hH
平衡时,，K 是平衡常数。K 称为经验平衡常数. 上述的结果可表述为: 在一定温度下, 可逆反应达到平衡时, 生成物浓度幂的连乘积与反应物浓度幂的连乘积之比, 是一个常数, 幂指数为化学计量数.

从经验平衡常数 K 的表达式中可以看出, K 的单位是: 即为浓度的某次幂。当 (g + h ) = ( a + b ) 时, K 为纯数, 无单位。

对于气相反应, 平衡时各物质的分压不变, 仍有类似的关系式:
平衡时, KP 也是一种经验平衡常数, 称为分压平衡常数. 而用浓度表示的经验平衡常数, 则称为浓度平衡常数 KC 。
对于气相反应, 既有 KC , 也有 KP , 表达的是同一平衡态, 但数值可以不同。 KC 和 KP 之间可以相互换算, 相关的式子有:
PV = nRT P = (n/V)RT P = CRT C 为浓度 (换算时, 要注意各物理量的单位。 )
在书写 KC 或 KP 表达式时, 只写浓度或分压可变的溶液相和气压, 固态和纯液态物质, 不写入.如：
平衡常数之间有一定的关系, 要熟练掌握.

*计量数扩大 2 倍, K 乘 2 次方.
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*互逆的两个反应, 其平衡常数互为倒数
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即: K3 = K1·K2 反应式相加(减), 平衡常数相乘(除)

二标准平衡常数

将平衡浓度或平衡分压分别除以各自标准态的数值, 即得平衡时的相对浓度或相对分压.

相对的意义是:对于标准态数值的倍数.
例: 浓度 [A] = 5

故相对浓度和相对分压都是没有单位的量。平衡时, 相对浓度和相对分压不变。
对一般反应: aA(aq) + bB(aq) —— gG(aq) + hH(aq)
平衡时：
对气相反应: aA(g) + bB(g) —— gG(g) + hH(g)

平衡时：
对于复相反应, 如: CaCO3(s) —— CaO(s) + CO2(g)
纯固相的 xi = 1, 其标准态为 xi = 1, 相除结果为 1 , 不必写入表示式中, 故平衡时:
对于不含气相物质的反应, 和经验平衡常数 K 在数值上相等, 因为标准态的值为 1. 但是, 有气相物质参加的反应, 和 K 之间经常不相等. 因为标准态 ≠ 1.

例 1. 反应: 在某温度达到平衡时, 各组分的分压均为 , 求其经验平衡常数Kp和标准平衡常数 .

三平衡转化率

反应达到平衡状态, 表示反应进行到最大程度, 故平衡常数的大小可以表示出反应进行的程度.
例 2. 反应 CO(g) + H2O(g) —— H2(g) + CO2(g) 在某温度时, Kc = 9, 求 CO 和 H2O 的起始浓度皆为 0.02时, CO 的转化率.
解：
若改变温度, 使 Kc = 1, 则可求得转化率为50%.

在其余条件相同的前提下, K 值越大, 转化率越高, 反应进行程度越高.
解此类题目的关键是: (1) 将平衡浓度表示清楚; (2) 代到平衡常数表示式中; (3) 解方程.

四判断化学反应的方向

某化学反应达平衡时: 不平衡时, A, B 当然也有具体的浓度数值.
令: Q 称为某时刻的反应商, 其表示式类似于 K 的表达式, 只是浓度不是平衡浓度.
下面讨论: Q 与 Kc 的大小如何与反应方向有关联.
当 Q < Kc, 即: 应同时有:分子而分母若是基元反应, 则：

(反应正向进行) 同理, 可以得出:
若 Q > Kc 时, 反应逆向进行; Q = Kc 时,
v- = v+ , 反应达到平衡。即:Q Kc 时, 反应逆向进行；Q = Kc 时, 反应达到平衡

对于非基元反应, 虽然质量作用定律不能严格成立, 但反应物浓度越大, 反应速度越快这一基本趋势仍是正确的, 因此, 也有这样的结论:Q Kc 时, 反应逆向进行；Q = Kc 时, 反应达到平衡
计算转化率和判断反应方向, 用 K 和均可. 但比较 Q 和 K 的大小时, 两者的浓度或分压表示一定要一致. 在对数 lg, ln 后面, 一定是, Q(相对浓度), 无单位的量。

关于标准平衡常数

标准平衡常数里面求幂的每一项是各项测定值与标准值的比值,如c/c(-),p/p(-) c(-)表示c右上角的标准态符号,p(-)同理,一般认定c(-)=1 mol/L,p(-)=100 kPa 实验平衡常数则是直接将各项测定值进行计算所以例如A+B==C的气相反应,标准平衡常数应该是 Kp(-) = [p(c)/p(-)]/{[p(a)/p(-)]*[p(b)/p(-)]} 而实验平衡常数则是 Kp = p(c)/p(a)p(b)

标准平衡常数和标准稳定常数，能说明什么问题

1．是化学反应的特性常数。它不随物质的初始浓度(或分压)而改变，仅取决于反应的本性。一定的反应，只要温度一定，平衡常数就是定值，其他任何条件改变都不会影响它的值。
2．数值的大小是反应进行程度的标志。它能很好地表示出反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物剩余浓度越小，反应物的转化率也越大，也就是正反应的趋势越强。反之亦然。
标准平衡常数：在特定物理条件下（如温度、压力、溶剂性质、离子强度等），可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度（方程式系数幂次方）乘积比或反应产物与反应物的浓度（方程式系数幂次方）乘积比。用符号“K”表示。
标准稳定常数：指络合平衡的平衡常数。通常指络合物的累积稳定常数，用K稳表示。例如：对具有相同配位体数目的同类型络合物来说，K稳值愈大，络合物愈稳定。配合物的稳定性，可以用生成配合物的平衡常数来表示。K稳值越大，表示形成配离子的倾向越大，此配合物越稳定。所以配离子的生成常数又称为稳定常数。