化学平衡常数

1、化学平衡常数对于化学反应mA+nBpC+qD在一定温度下达到化学平衡时，其平衡常数表达式为：在书写平衡常数表达式时，要注意以下问题：（1）在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g/mL。水的物质的量浓度为55.6 mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。例如：Cr2O72- + H2O2CrO42- +2H+平衡常数表达式为：对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。（2）当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此

2、，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中，就不写固体的浓度。例如，赤热的四氧化三铁与氢气的反应：Fe3O4（s）+4H2（g）3Fe（s）+ 4H2O（g）平衡常数 又如： CaCO3（s）CaO（s）+ CO2（g）平衡常数 K=c（CO2）（3）化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如：氨的合成反应，如写成N2+3H22NH3则 若写成N2 + H2NH3则 这里KK显然K=（K）2（4）不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样。平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大

3、，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。2.平衡常数的测定平衡常数可以用实验方法测定，也可以利用热力学数据计算而得。实验方法通常有化学方法和物理方法。化学方法是通过化学分析法测定反应达到平衡时各物质的浓度。但必须防止因测定过程中加入化学试剂而干扰了化学平衡。因此，在进行化学分析之前必须使化学平衡“冻结”在原来平衡的状态。通常采用的方法是采取骤冷、稀释或加入阻化剂使反应停止，然后进行分析。例如，要测定反应2H2+O22H2O在2 000 达到平衡时的平衡常数，可以将一定量的水置于耐高温的合金管中加热，在2 000 时保持一段时间，使之达到化

4、学平衡。然后，将管子骤然冷却，再分析其中H2O、H2、O2的含量，便可计算出在2 000 时这个反应的平衡常数。物理方法就是利用物质的物理性质的变化测定达到平衡时各物质浓度的变化，如通过测定体系的折光率、电导度、颜色、压强或容积的改变来测定物质的浓度。物理方法的优点是在测定时不会干扰或破坏体系的平衡状态。3.平衡常数与浓度的关系实验证明，平衡常数K在稀溶液反应中，与浓度无关。这是由于在稀溶液中，溶质粒子彼此间的影响可以忽略不计。同样对气体参加的反应，也是在压强不太大的情况下，平衡常数与浓度无关。若某一个反应包含有多步反应时，则这一反应的化学平衡常数是各步反应的速率常数的比值。而速率常数是在一定

5、温度下反应物在单位浓度时的反应速率，此值与浓度无关，所以平衡常数K也与浓度无关。如有化学反应2A+BA2B设其反应机理分两步进行：A+BABA+ABA2B各步反应速率的质量作用定律表示式为：v1=k1c（A）c（B） v2=k2c（AB）v3=k3c（A）c（AB） v4=k4c（A2B）当达到化学平衡状态时，各步反应也应达到平衡，所以v1=v2， v3=v4k1c（A）c（B）=k2c（AB） k3c（A）c（AB）=k4c（A2B）、式左右两边分别相乘，得：k1c（A）c（B）k3c（A）c（AB）=k2c（AB）k4c（A2B）移项，合并后得： 式就是上述反应的化学平衡常数表达式。式中的k1、k2、k3、k4分别是各步反应在一定温度下的速率常数。在v1=k1c（A）c（B）中，当c（A）=1 mol/L、c（B）=1 mol/L时，k1=v1。同理，当c（AB）=1 mol/L、c（A2B）=1 mol/L时，k2=v2、k3=v3、k4=v4。这就是说，反应速率常数等于单位浓度（如1 mol/L）时的反应速率。因此，反应速率常数与浓度无关。也就是说，平衡常数也与浓度无关。值得指出的是，不论正、逆反应是简单反应还是复杂反应，在一定温度下，只要反应已达到平衡，则可根据这一反应的化学方程式中各物质化学式的化学计量数，写出平衡常数表达式。这一点跟书写反应速率的