化学平衡常数 K 有单位吗 一、平衡常数 K 的类型和定义 1.实验平衡常数。 实验平衡常数是通过物理方法或化 粕 学方法测定后经计算得到的。 实验证明 \ue3d1 :对于任何可逆反应 aA+bBgG+h ㄩ H。 在一定温度下达到平衡时,各生成 \ue3d1 物平衡浓度系数次幂的乘积与反应物平衡 \ufe34 浓度系数次幂的乘积之比为一常数: K 捻 c=cgGchHcaAcbB。 Kc 蛱 ——实验平衡常数,常称浓度平衡常数。 畸 对于由理想气体构成的气相反应:恒温 谕 恒容条件下,气体的分压与浓度成正比, \ue3d1 对上述表达式中的浓度用气体的分压代替 \ue3d1 ,得: Kp=pgGphHpaApb 颖 B。 Kp——常称压力平衡常数。 通 曹 过物理方法或化学方法测定平衡时各反应 哧 物和生成物的浓度或压力经计算可得 Kc 蚣 、Kp 的值,因此通常称实验平衡常数或 埕 经验平衡常数。 从实验平衡常数 Kc、 滋 Kp 的表达式可知,实验平衡常数是有量 则 纲。 二、标准平衡常数 标准平衡常数 弃 又称热力学平衡常数,其表达式可根据热 淮 力学第二定律推导得到。 由 van’t 晴 Hoff 等温方程ΔG=ΔGθ+RTl 凝 nQ 可以推出:在恒温恒压下,当反应达 尧 到平衡时,ΔG=0,此时反应商 Q=Q \ue3d1平衡=Kθ,Kθ称为标准平衡常数,或 誊 热力学平衡常数。由ΔG=0,van’ \ue3d1 tHoff 等温式变成如下等式: ΔG 酞 θ=-RTlnKθ。 由于 Kθ是由Δ \ue3d1 Gθ=-RTlnKθ计算得到的,所以 摆 Kθ必须是一个无量纲的数,因为 ln 是 锒 数学运算符号,只能作数的计算,所以在 倚 Kθ的表达式中,必须用相对浓度或相对 桠 压力。 对于可逆反应 aA+bBgG+ \ue3d1 hH: Kθc=CGCθgCHCθh 祀 CACθaCBCθb 对于气相反应: Kθp=PGPθgPHPθhPAPθ \ue3d1 aPBPθb 式中 cGcθ即为生成物 堆 G 的相对浓度,pGpθ即为生成物G 的 蠕 相对分压。 在ΔGθ=-RTlnKθ \ue3d1 中Kθ既不写作Kθc,也不写作Kθp η 。所讨论的反应为气相反应时,ΔGθ= 箫 -RTlnKθp;对于溶液中发生的化 皴 学反应,则ΔGθ=-RTlnKθc; 邺 对于既有气体又有溶液的化学反应,则Δ 松 Gθ=-RTlnKθ,这里的 Kθ称为 暑 混合平衡常数,其表达式中气体用相对分 悯 压,溶液用相对浓度。 三、两者的异同 旅 1.三点相同之处: ①两者均是衡量 廓 平衡状态的一种数量标志。对同一类型反 瞑 应,在给定条件下,其值越大,表示反应 陀 进行得越完全。 ②在一定温度下,不同 卢 的反应,各有特定的平衡常数值,其值与 糕 温度有关,但不随反应物或产物的浓度而 钟 改变。 ③两者表达式的书写形式或其平 喙 衡常数值与反应方程式的书写方式有关。 2.两者的不同之处:①实验平衡常数通 \ue3d1 常是有量纲的,其单位取决于生成物与反 曹 应物的计量系数之差,即 g+h-a+b 旃=△n。 所以实验平衡常数值与本反应 荥 物和产物采用的单位有关。尤其对 Kp 来 髁 说,分压用 kPa 为单位,其值往往与以 ⒄ 前文献中报道的以 atm 为单位的 Kp 值 姹 不同。 ②标准平衡常数则是一个无量纲 \ue3d1 的量,只要选择一定的标准态,Kθ即为 \ue3d1 定值,与压力无关。另外对于复相反应, 迁 其平衡常数表达式中不出现纯固体、纯液 \ue3d1 体和溶剂项,根据实验平衡常数的定义是 植 无法解释的,而对标准平衡常数表达式来 鸣 说则是一个很自然的推论因为上述各项的 挂 标准态即为其本身 ccθ=1。 作者单 飨 位:河北省邯郸市第一中学高三 B4 班