标准平衡常数表达式

尺度均衡常数(Shu)表达式均衡状况是化学反响在该前提下进展的最年夜限度。为了定量的研究化学均衡，必需找出均衡时反响系统内各(Ge)组分的量之间的关系，均衡常数就是均衡状况的一种数目标记，是申明化学反响限度的一种特征值。尺度均衡常数K:表达式中，溶质以相对浓度暗示，即该组分的均衡浓度Ci除以尺度浓度C的商；气体以相对分压暗示，即该组分的均衡分压Pi除以尺度分压P的商。以均衡时的生成物各组分的相对浓度和相对分压之积为分子，反响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响方程式中响应组分的计量系数。会商:1、K的表达式中必然要用组分的均衡状况时的浓度、分压。同样的表达式，取用肆意状况非均衡状况时的浓度、分压进展近似的计较，所得成果称为反响商(Q)。2、K也称为热力学均衡常数，区分经历均衡常数KP、KC。3、尺度均衡常数并不是指反响正在尺度状况下进展。相对浓度和相对分压是均衡浓度、分压“相对于尺度浓度、分压的一个无量纲数值，具有相对“尺度态的寄义。4、纯固、液态组分，浓度看作常数1，不(Bu)列入表达式中。5、因为各组分的指数项与计量系数响应，所以K数值与详细反(Fan)响方程式对应。6、K与浓度无关，是温度的函数。例、Fe(S)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2(g)K=C(FeCl2)/CP(H2)/P/C(HCl)/C2注重:1、气体必然要用相对分压，溶质必然要用相对浓度。2、不要健忘指数项。K的巨细反映了在必然前提下反响能进展的最高水平、最年夜限度。K越年夜，申明反响达到均衡时，生成物所占的比例越年夜，反响进展的越完全，越彻底，可逆水平越小。用K可以申明、比拟化学反响进展的完全水平。化学反响进展的水平也可以用转化率()来暗示。某反响的转化率=某反响物已转化的量/某反响物初始量二者可以互相换算。但二者意义分歧，K不随浓度而变，转化率那么随浓度而变。例、PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)试证实K，转化率，总压力P之间具有如下关系:K=2/(1-)P/P解:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)初始n/moln00转(Zhuan)化n/mol-n+n+n均衡(Heng)时n/moln-nnn总n/moln(1+)各组分Xi(1-)/(1+)/(1+)/(1+)均衡分压P/Pa(1-)P/(1+)P/(1+)P/(1+)K=P(PCl3)/PP(Cl2)/P/P(PCl5)/P=2/(1-)P/P证毕。K的再次会商:1、K必需与详细方程式相对应。例、H2(g)+I2(g)=2HI(g)(1)1/2H2(g)+1/2I2(g)=HI(g)(2)(2)=(1)×1/2，K(2)=K(1)1/2可以按照表达式证实。反响方程式入彀量系数增添n倍，那么K增添n次方。2、正、逆反响的尺度均衡常数互为倒数。接上例2HI(g)=H2(g)+I2(g)(3)K(3)=K(1)-13、假如一个反响是几个反响的总和，那么总反响的K等于各个分反响Ki的乘积多重均衡规那么。(7)=(4)+(5)+(6)K(7)=K(4)×K(5)×K(6)(11)=(8)+2/3(9)-1/3(10)K(11)=K(8)×K(9)2/3×K(10)-1/3也可以从表达式中(Zhong)证实。4.1.3均衡常数与反响速度(Du)系数间的关系略4.1.4尺度均衡常数的尝试测定略4.2尺度均衡常数的应用4.2.1判定反响水平4.2.2展望反响标的目的J>K申明生成物浓度乘积项年夜，均衡逆向挪动；J<K申明生成物浓度乘积项小，均衡正向挪动；J=K均衡状况。4.2.3计较均衡构成例:CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)是工业上用水煤气制取氢气的反响之一。673K时用2.0mol的CO(g)和2.0mol的H2O(g)在密闭容器中反响，该温度时反响的KJ=9.94，计较该温度的CO的最年夜转化率。解:CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)肇端时物质的量/mol2.002.0000反响中物质的量转变/mol-x-x+x+x均衡时物质的量/mol2.0x2.0xxx均衡时总的物质的量/mol4.0均衡(Heng)时物质的量分数(2.0x)/4.0(2.0x)/4.0x/4.0x/4.0按照道尔顿分压定律，物质的(De)量分数等于其压力分数，pi=(ni/n)p，代入均衡常数的表达式获得K=p(CO2)/pP(H2)/P/p(CO)/pp(H2O)/p=x2/(2.0x)2=9.94x1.52mol均衡时CO的转化率1.52mol/2.0mol=0.76=76%4.3化学均衡的挪动化学均衡只是临时的、相对的和有前提的。当外界前提改变时，因为它们对正、逆反响速度的影响分歧，因此使原均衡被粉碎了，此时各物质的浓度会发生响应的转变，直至在新的前提下，又成立起新的均衡。系统从一个均衡态转变到另一个均衡态的过程，称为均衡的挪动。化学反响均衡的挪动称为化学均衡的挪动。化学均衡的挪动是因反响前提转变而引起的，挪动的标的目的也是由反响前提浓度、压力、温度等的转变所决议，现别离会商如下:4.3.1浓度的影响在均衡状况时，增添反响物浓度或削减产品浓度，均衡正向挪动。增添产品浓度或削减反响物浓度，均衡逆向挪动。假如同时增添或削减反响物和产品浓度，均衡向何方挪动？可以用反响商(J)判定。J>K申明生成物浓度乘积项年夜，均衡逆向(Xiang)挪动；J<K申明生成物浓(Nong)度乘积项小，均衡正向挪动；J=K均衡状况。为了获得更多的产品，工业上经常添加某种廉价原料以进步产率，就是操纵上述道理。4.3.2、压力的影响、压力的转变对固、液态反响的影响很小，可以忽略不计。涉及到气体组分的反响，经由过程压缩体积而增年夜系统的总压力，就等于增添了单元体积内组分气体的量，增添了气体组分的浓度，气体组分浓度与其分压呈正比，所以，系统总压力的增年夜必将引起各组分气体分压的增年夜。JK,均衡那么要发生挪动。总压力转变对均衡挪动的影响与浓度转变对均衡挪动的影响有分歧之处。浓度转变时，往往只是某一组分浓度的转变，其它组分浓度不必然也转变。但在均衡系统中，增年夜或减小总压力，各组分气体的分压都同时增年夜或减小同样倍数。任一反响aA(g)+bB(g)=yY(g)+zZ(g)令n=y+z-a-b当系统被(Bei)压缩，总压力增年夜x倍时，响应各组分气体分压也同时增年夜x倍，此时均衡被粉碎，系统处于非均衡态，有:J=XnK对于气体分子数增添的分压，n>0,Xn>1,J>K,均衡逆向挪动(Dong)，即增年夜压力，各组分气体分压增年夜，均衡向气体分子数削减的标的目的挪动。对于气体分子数削减的反响，n<0,Xn<1,J对于反响前后气体分子数不变的反响，n=0,Xn=1,J=K,均衡不挪动。同样阐发，用于总压力削减时，得出向气体分子数增添的标的目的挪动。结论:在均衡态时，增年夜压力，老是向气体分子数削减的标的目的挪动；减小压力，老是向气体分子数增添的标的目的挪动。假如在一均衡系统中加入惰性气体，对于均衡挪动的影响首要看各组分分压转变环境。恒温恒压前提下，体积增年夜，相似于溶液的稀释感化，各组分浓度降低，分压减小，均衡要向气体分子数增多的标的目的挪动。恒温恒容前提下，总压力增年夜，但组分气体分压不变，J=K,均衡不挪动。总压力转变时，查抄各组分气体分压是否改变？分压增年夜，均衡向气体分子数削减的标的目的挪动，反之(Zhi)，那么向气体分子数增多的标的目的挪动。4.3.3温度对化学(Xue)均衡的影响温度对化学均衡挪动的影响与前二者分歧，温度的转变导致k的改变。温度转变对k的影响与热效应有关，可据范特霍夫公式进展计较。Igk2/k1=(H/2.303R)(T2-T1)/T2T1会商:1、正反响为放热分压，H<0,升温T2>T1，有k1>k2，均衡逆向挪动，吸热标的目的。降温时那么相反，正向挪动(放热标的目的)。2、正反响为吸热反响，H>0,升温T2>T1，有k1<k2，均衡正向挪动，吸热标的目的。降温，逆向挪动(放热)。总之，升温老是向吸热标的目的挪动，降温老是向放热标的目的挪动。4.3.4勒夏特里道理均衡挪动道理1、增添反响物浓度或分压，均衡正向挪动，向减小反响物浓度或分压的标的目的挪动。削减反响物浓度或分压，均衡逆向挪动，向增添反响物浓度或分压的标的目的挪动。2、对于有气体加入的反(Fan)响，增年夜总压力，均衡向着气体分子数削减的标的目的挪动，向削减总压力的标的目的挪动。假设减小总压力，均衡向气体分子数增添的标的目的挪动。3、升温，向吸(Xi)热标的目的挪动，向降低系统温度的标的目的挪动;降温，向放热标的目的挪动，向升高系统温度的标的目的挪动。总之，假如改变均衡系统的前提之一，均衡就向着减弱这种改变的标的目的挪动，称为勒夏特里道理均衡挪动道理4.3.5两个需要申明的问题1、催化剂与化学均衡催化剂可以缩短达到均衡的时候，但不克不及改变均衡状况。2、化学均衡与反响速度道理的综合应用升高温度可以加速反响速度，有时却使均衡右移降低反响率，需要按照详细环境综合考虑。第 9 页