标准平衡常数表达式

平衡状态是化学反应在该条件下进行的最大限度。为了定量的研究化学平衡，必须找出平衡时反应系统内各组分的量之间的关系，平衡常数就是平衡状态的一种数量标志，是表明化学反应限度的一种特征值。
　　
　　标准平衡常数（Kθ）:表达式中，溶质以相对浓度表示，即该组分的平衡浓度Ci除以标准浓度Cθ的商；气体以相对分压表示，即该组分的平衡分压Pi除以标准分压Pθ的商。以平衡时的生成物各组分的相对浓度和相对分压之积为分子，反应物各组分的相对浓度和相对分压之积为分母，各组分相对浓度或相对分压的指数等于反应方程式中相应组分的计量系数。
　　
　　讨论:
　　
　　1、Kθ的表达式中一定要用组分的平衡状态时的浓度、分压。同样的表达式，取用任意状态（非平衡状态）时的浓度、分压进行类似的计算，所得结果称为反应商(Q)。
　　
　　2、Kθ也称为热力学平衡常数，区分经验平衡常数KP、KC。
　　
　　3、标准平衡常数并不是指反应正在标准状态下进行。相对浓度和相对分压是平衡浓度、分压“相对于”标准浓度、分压的一个无量纲数值，具有相对“标准态’的含义。
　　
　　4、纯固、液态组分，浓度看作常数1，不列入表达式中。
　　
　　5、由于各组分的指数项与计量系数相应，所以Kθ数值与具体反应方程式对应。
　　
　　6、Kθ与浓度无关，是温度的函数。
　　
　　例、Fe(S)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2(g)
　　
　　Kθ=[C(FeCl2)/Cθ][P(H2)/Pθ]/[C(HCl)/Cθ]2
　　
　　注意:1、气体一定要用相对分压，溶质一定要用相对浓度。
　　
　　2、不要忘记指数项。
　　
　　Kθ的大小反映了在一定条件下反应能进行的最高程度、最大限度。Kθ越大，说明反应到达平衡时，生成物所占的比例越大，反应进行的越完全，越彻底，可逆程度越小。用Kθ可以说明、比较化学反应进行的完全程度。
　　
　　化学反应进行的程度也可以用转化率(α)来表示。
　　
　　某反应的转化率=某反应物已转化的量/某反应物初始量
　　
　　二者可以相互换算。但二者意义不同，Kθ不随浓度而变，转化率则随浓度而变。
　　
　　例、PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)
　　
　　试证明Kθ，转化率α，总压力P之间具有如下关系:
　　
　　Kθ=[α2/(1-α)]P/Pθ
　　
　　解:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)
　　
　　初始n/moln00
　　
　　转化n/mol-nα+nα+nα
　　
　　平衡时n/moln-nαnαnα
　　
　　总n/moln(1+α)
　　
　　各组分Xi(1-α)/(1+α)α/(1+α)α/(1+α)
　　
　　平衡分压P/Pa(1-α)P/(1+α)αP/(1+α)αP/(1+α)
　　
　　Kθ=[P(PCl3)/Pθ][P(Cl2)/Pθ]/[P(PCl5)/Pθ]
　　
　　=[α2/(1-α)]P/Pθ
　　
　　证毕。
　　
　　Kθ的再次讨论:
　　
　　1、Kθ必须与具体方程式相对应。
　　
　　例、H2(g)+I2(g)=2HI(g)(1)
　　
　　1/2H2(g)+1/2I2(g)=HI(g)(2)
　　
　　(2)=(1)×1/2，Kθ(2)=Kθ(1)1/2
　　
　　可以根据表达式证明。
　　
　　反应方程式中计量系数增加n倍，则Kθ增加n次方。
　　
　　2、正、逆反应的标准平衡常数互为倒数。
　　
　　（接上例）2HI(g)

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