怎样计算化学平衡常数
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解决时间 2021-02-27 09:25
- 提问者网友:人傍凄凉立暮秋
- 2021-02-26 12:52
怎样计算化学平衡常数
最佳答案
- 五星知识达人网友:上分大魔王
- 2021-02-26 14:03
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。
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。
全部回答
- 1楼网友:玩世
- 2021-02-26 16:49
这是化学平衡常数的表达式:k=[c(C)^p*c(D)^q]/[c(A)^m*c(B)^n]
特别要注意的是,这个式子中的ABCD都必须是气体!因为平衡常数是用浓度c来表示的,固体和纯液体的浓度固定不变为1,所以当出现了固体和液体直接忽略不带入计算就行了。也可以理解为乘以1.
举个例子,若A(s)+B(g)=C(l)+2D(g)
平衡常数k= [cD]^2/[cB]^1 就是这样就行了。
(希望能帮到你,麻烦在我回答的下面点击 “好评”,谢谢你啦^_^)
- 2楼网友:爱难随人意
- 2021-02-26 15:37
这是化学平衡常数的表达式:k=[c(c)^p*c(d)^q]/[c(a)^m*c(b)^n]
特别要注意的是,这个式子中的abcd都必须是气体!因为平衡常数是用浓度c来表示的,固体和纯液体的浓度固定不变为1,所以当出现了固体和液体直接忽略不带入计算就行了。也可以理解为乘以1.
举个例子,若a(s)+b(g)=c(l)+2d(g)
平衡常数k= [cd]^2/[cb]^1 就是这样就行了。
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