什么是分压常数

Question

如题所述

Answer 1

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, 反应正向进行；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, 反应正向进行；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。