有毛病啊~寫(xiě)平衡常數(shù)哪來(lái)的什么電荷守恒和水?學(xué)過(guò)化學(xué)沒(méi)
對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA+nBpC+qD 可逆反應(yīng)
在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),其平衡常數(shù)表達(dá)式為:
K={[C]^p+[D]^q}/{[A]^m+[B]^n}
注意:
1)在應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),稀溶液中的水分子濃度可不寫(xiě)。因?yàn)樵诨瘜W(xué)變化過(guò)程中,水量的改變對(duì)水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個(gè)常數(shù),此常數(shù)可歸并到平衡常數(shù)中去。
2)當(dāng)反應(yīng)中有固體物質(zhì)參加時(shí),分子間的碰撞只能在固體表面進(jìn)行,固體的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率和平衡沒(méi)有影響,因此,固體的“濃度”作為常數(shù),在平衡常數(shù)表達(dá)式中,就不寫(xiě)固體的濃度。
3)化學(xué)平衡常數(shù)不隨反應(yīng)物生成物濃度的改變而改變,只跟溫度T有關(guān)
化學(xué)平衡的概念首先要說(shuō)清楚:有的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物無(wú)法徹底變成產(chǎn)物,而是隨著反應(yīng)時(shí)間推移,逐漸進(jìn)入一個(gè)停滯狀態(tài)——反應(yīng)物與產(chǎn)物相混合、比例不再變化的狀態(tài)。這就是化學(xué)平衡。
區(qū)別于氫氣燃燒等“不可逆反應(yīng)”,化學(xué)平衡發(fā)生于可逆反應(yīng)中。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng),只要反應(yīng)條件固定,達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的摩爾比例是固定的。所以我們引入化學(xué)平衡常數(shù)(常用字母K表示)來(lái)量化可逆反應(yīng)的平衡點(diǎn)。
K有2種計(jì)算方法。
1 經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)(簡(jiǎn)單版)
可逆反應(yīng):aA + bB cC + dD達(dá)到平衡后,密閉容器中各物質(zhì)的摩爾濃度是[A]、[B、[C]、[D],反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)比例系數(shù)分別是a、b、c、d。這時(shí)K可以有上述數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái):
[C]^c · [D]^d
---------------- = K
[A]^a · [B]^b
*例如:碘單質(zhì)的氫化:H2(g) + I2(g) 2HI(g)(g表示反應(yīng)物為氣體)
K = [HI]^2 / { [H2] · [I2] }
2標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
由于事實(shí)上,一個(gè)混合體系中各種物質(zhì)的濃度是非常難以測(cè)得的,所以上述計(jì)算實(shí)際中難以運(yùn)用,只作為入門(mén)學(xué)者輔助理解的案例。
化學(xué)平衡點(diǎn)事實(shí)上是由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的,更確切地說(shuō)是反應(yīng)能量決定的?;瘜W(xué)反應(yīng)總是趨向于減少反應(yīng)物的內(nèi)能。燃燒反應(yīng)就是典型例子:通過(guò)燃燒,燃料把自身儲(chǔ)存的內(nèi)能釋放出去,自己達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。可逆反應(yīng)也一樣,正逆反應(yīng)能量釋放速度一樣時(shí),反應(yīng)就平衡了。
因此,我們需要用吉布斯自由能的變化量 ΔG 算出反應(yīng)物內(nèi)能的吸收、釋放量,然后借助范特霍夫等溫式將 ΔG 與 K 聯(lián)系起來(lái),從而算出更一般的 K。
具體內(nèi)容涉及化學(xué)反應(yīng)“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”的定義,物理化學(xué)的反應(yīng)能量計(jì)算,如焓、熵的知識(shí),所以這里不便贅述。有興趣可以直接閱讀各大大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教材。
對(duì)于可逆化學(xué)反應(yīng) mA+nB?pC+qD在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),其平衡常數(shù)表達(dá)式為:
在中學(xué)階段,通常認(rèn)為化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大,放熱反應(yīng)則相反。但是嚴(yán)格說(shuō)來(lái),化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)是溫度與壓力的函數(shù),對(duì)于不同的化學(xué)平衡常數(shù),其情況也有所不同。
在氣相反應(yīng)中,所有的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)都只是溫度的函數(shù)。如果氣體是理想氣體,那么此時(shí)其經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)也只是溫度的函數(shù)。但對(duì)于非理想氣體,平衡常數(shù)受溫度和壓力的共同影響。
理論上,只要有凝聚相(固體或者液體)參與的反應(yīng),都是溫度和壓力的函數(shù)。但是,在壓力變化范圍不大的情況下,可以忽略壓力對(duì)凝聚相體積變化的影響,即可以忽略壓力對(duì)平衡常數(shù)的影響。
擴(kuò)展資料:
在書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),要注意以下問(wèn)題:
1、在應(yīng)用平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),稀溶液中的水分子濃度可不寫(xiě)。因?yàn)橄∪芤旱拿芏冉咏? g/mL。水的物質(zhì)的量濃度為55.6 mol/L。在化學(xué)變化過(guò)程中,水量的改變對(duì)水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個(gè)常數(shù),此常數(shù)可歸并到平衡常數(shù)中去。
2、當(dāng)反應(yīng)中有固體物質(zhì)參加時(shí),分子間的碰撞只能在固體表面進(jìn)行,固體的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率和平衡沒(méi)有影響,因此固體的“濃度”作為常數(shù),在平衡常數(shù)表達(dá)式中,就不寫(xiě)固體的濃度。
3、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方式有關(guān)。同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),由于書(shū)寫(xiě)的方式不同,各反應(yīng)物、生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同平衡常數(shù)就不同。但是這些平衡常數(shù)可以相互換算。
4、不同的化學(xué)平衡體系,其平衡常數(shù)不一樣。平衡常數(shù)大,說(shuō)明生成物的平衡濃度較大,反應(yīng)物的平衡濃度相對(duì)較小,即表明反應(yīng)進(jìn)行得較完全。因此平衡常數(shù)的大小可以表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。
5、一般認(rèn)為K>10^5反應(yīng)較完全(不可逆反應(yīng)),K<10^(-5)反應(yīng)很難進(jìn)行(不反應(yīng))。
參考資料來(lái)源:搜狗百科——化學(xué)平衡常數(shù)
可逆化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),每個(gè)產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的連乘積與每個(gè)反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的連乘積成正比,這個(gè)比值叫做平衡常數(shù)。
反應(yīng)進(jìn)行得越完全,平衡常數(shù)就越大。當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),生成物濃度之冪或分壓力的乘積與反應(yīng)物濃度的冪[1](冪指數(shù)為對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù))或分壓力的乘積之間的比值。
用濃度計(jì)算的平衡常數(shù)以KC表示。用分壓力計(jì)算的平衡常數(shù)以KP表示。
例如氨的合成:N2+3H2=2NH3在壓力(或各物質(zhì)的濃度)不大時(shí),平衡常數(shù)在溫度一定的情況下保持不變。從平衡常數(shù)的大小,可確定在該溫度下可逆反應(yīng)中的正反應(yīng)可能達(dá)到的程度。
平衡常數(shù)不僅在分析化學(xué)和物理化學(xué)中有重要的理論意義,而且在化學(xué)工藝中一項(xiàng)重要的數(shù)據(jù),可用以通過(guò)計(jì)算來(lái)確定生產(chǎn)條件?;瘜W(xué)平衡常數(shù)的物理意義:1.平衡常數(shù)是化學(xué)反應(yīng)的特性常數(shù)。
它不隨物質(zhì)的初始濃度(或分壓)而改變,僅取決于反應(yīng)的本性。一定的反應(yīng),只要溫度一定,平衡常數(shù)就是定值2.平衡常數(shù)數(shù)值的大小是反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。
它能很好地表示出反應(yīng)進(jìn)行的完全程度。一個(gè)反應(yīng)的K值越大,說(shuō)明平衡時(shí)生成物的濃度越大,反應(yīng)物剩余濃度越小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大,也就是正反應(yīng)的趨勢(shì)越強(qiáng)。
反之亦然。3.平衡常數(shù)表達(dá)式表明在一定溫度下,體系達(dá)成平衡的條件。
對(duì)于一般可逆反應(yīng)aA + b B ======可逆==== gG + hH平衡時(shí)K=( (G)^g * (H)^h )/( (A)^a * (B)^b )其中(G)(H)等表示 物質(zhì)G、H的濃度K是平衡常數(shù)上述:在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成物濃度冪的連乘積與反應(yīng)物濃度冪的連乘積之比,是一個(gè)常數(shù),冪指數(shù)為化學(xué)計(jì)量數(shù)改變溫度,K的值會(huì)發(fā)生變化。
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