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平衡常数

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可逆化学反应达到平衡时,每个产物浓度(或压强)系数次幂的连乘积与每个反应物浓度(或压强)系数次幂的连乘积成正比,这个比值叫做化学平衡常数,简称平衡常数,记作K 。平衡时反应进行得越完全,平衡常数就越大。平衡常数通常只依据勒夏特列原理温度影响。

平衡常数的种类

以反应为例:

浓度平衡常数

浓度平衡常数,代号

适用于气相或是液相的平衡,以体积摩尔浓度)表示各成分的浓度:

压强平衡常数

压强平衡常数,代号

仅适用于气相平衡,以分压表示各成分的浓度:

浓度平衡常数和压强平衡常数的关系

其中

证明过程

根据理想气体反应方程式

同除以体积

其中体积摩尔浓度,所以

...

代入即可得到此式

单位

  • ,单位常常省略不写。
  • 或是或是

意义

平衡常数大,表示达到平衡时,大部分的反应物转成生成物,生成物产率高,反应物转化率也高,反之亦然。

平衡常数只和温度、溶剂种类、本性有关,而与反应速率、体系压强等无关。反应速率受速率常数影响,当正逆反应速率相等时,反应达到平衡,此时速率常数之比恰为平衡常数。

是否达到平衡,可以与反应商(Q,分为浓度商和压强商)来比较

  •  生成物浓度太高,未达到平衡,反应将向左移动,直到 ,才达平衡。
  •  反应物浓度太高,未达到平衡,反应将向右移动,直到 ,才达平衡。
  •  反应已达到平衡状态。

写法

通常,固体和纯液体不计入平衡常数。

例如:

因为碳酸钙氧化钙都是固体,其浓度正比于其密度,在化学平衡的定温情况下为定值,不会影响平衡状态与平衡常数,所以

又如:


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平衡常数
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