作业帮如何计算化学平衡常数
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/05 11:56:43
如何计算化学平衡常数
如何计算化学平衡常数
如何计算化学平衡常数
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（见插图）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.