‘壹’ 怎样计算化学平衡常数
化学平衡的概念首先要说清楚:有的化学反应的反应物无法彻底变成产物,而是随着反应时间推移,逐渐进入一个停滞状态——反应物与产物相混合、比例不再变化的状态。这就是化学平衡。
区别于氢气燃烧等“不可逆反应”,化学平衡发生于可逆反应中。
实验发现,对于一个可逆反应,只要反应条件固定,达到平衡时,各物质的摩尔比例是固定的。所以我们引入化学平衡常数(常用字母K表示)来量化可逆反应的平衡点。
K有2种计算方法。
1 经验平衡常数(简单版)
可逆反应:aA + bB <=> cC + dD达到平衡后,密闭容器中各物质的摩尔浓度是[A]、[B、[C]、[D],反应中各物质的反应比例系数分别是a、b、c、d。这时K可以有上述数据计算出来:
[C]^c · [D]^d
---------------- = K
[A]^a · [B]^b
*例如:碘单质的氢化:H2(g) + I2(g) <=> 2HI(g)(g表示反应物为气体)
K = [HI]^2 / { [H2] · [I2] }
2标准平衡常数
由于事实上,一个混合体系中各种物质的浓度是非常难以测得的,所以上述计算实际中难以运用,只作为入门学者辅助理解的案例。
化学平衡点事实上是由物质本身的性质决定的,更确切地说是反应能量决定的。化学反应总是趋向于减少反应物的内能。燃烧反应就是典型例子:通过燃烧,燃料把自身储存的内能释放出去,自己达到了稳定状态。可逆反应也一样,正逆反应能量释放速度一样时,反应就平衡了。
因此,我们需要用吉布斯自由能的变化量 ΔG 算出反应物内能的吸收、释放量,然后借助范特霍夫等温式将 ΔG 与 K 联系起来,从而算出更一般的 K。
具体内容涉及化学反应“标准状态”的定义,物理化学的反应能量计算,如焓、熵的知识,所以这里不便赘述。有兴趣可以直接阅读各大大学无机化学教材。
‘贰’ 化学平衡常数怎么计算
化学平衡常数公式:
(1)由于固体或纯液体的浓度是一常数,如果有固体或纯液体参加或生成,则表达式中不能出现固体或纯液体。
稀溶液中进行的反应,如有水参加反应,由于水的浓度是常数而不必出现于在表达式中;非水溶液中进行的反应,若有水参加或生成,则应出现于在表达式中。
(2)表达式与化学计量数一一对应,方程式中化学计量数不同,表达式就不同;可逆反应中,正反应的表达式与逆反应的表达式互为倒数。
(2)化学平衡常数是怎么提出来的扩展阅读
K值的大小,表示在该温度下达到平衡时,反应进行的程度(反应的限度),K值越大,表明反应进行的程度越大;反之则越小。
可逆化学反应达到平衡时,每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积成正比,这个比值叫做平衡常数。反应进行得越完全,平衡常数就越大。
当一个可逆反应到达平衡时,生成物浓度之幂或分压力的乘积与反应物浓度的幂(幂指数为对应物质的化学计量数)或分压力的乘积之间的比值。用浓度计算的平衡常数以KC表示。用分压力计算的平衡常数以KP表示。
在压力(或各物质的浓度)不大时,平衡常数在温度一定的情况下保持不变。从平衡常数的大小,可确定在该温度下可逆反应中的正反应可能达到的程度。
平衡常数不仅在分析化学和物理化学中有重要的理论意义,而且在化学工艺中一项重要的数据,可用以通过计算来确定生产条件。
‘叁’ ,化学平衡常数的公式怎么来的
化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数,用K表示,这个常数叫化学平衡常数。平衡常数一般有浓度平衡常数和压强平衡常数。