称化学反应标准平衡常数
反应的标准平衡常数
反应的标准平衡常数反应的标准平衡常数（Kc）是描述化学反应平衡状态的重要参数。
它是指在给定温度下，当化学反应达到平衡时，各种物质浓度的比值的乘积的平衡常数。
Kc值的大小反映了反应物和生成物在平衡位置的浓度关系，对于了解反应的进行和平衡状态至关重要。
Kc的计算公式为，Kc = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b，其中[a]、[b]、[c]、[d]分别表示反应物和生成物的浓度，a、b、c、d分别表示反应物和生成物的化学计量数。
Kc值大于1说明生成物浓度较高，反应向生成物方向进行；Kc值小于1说明反应物浓度较高，反应向反应物方向进行；Kc值等于1说明反应物和生成物浓度相等，反应处于平衡状态。
在实际应用中，Kc值可以通过实验测定得到。
以简单的反应aA + bB ⇌ cC + dD为例，当反应达到平衡时，可以通过测定各种物质的浓度，代入Kc的计算公式中求得Kc值。
通过Kc值的大小可以判断反应的进行方向和平衡状态，为化学工程和生产提供重要依据。
Kc值的大小受到温度、压力等因素的影响。
根据Le Chatelier原理，当改变反应条件时，反应会倾向于抵消这种变化，使得Kc值保持不变。
例如，增加反应温度会使Kc值增大，反应向生成物方向进行；而增加反应压力会使Kc值减小，反应向反应物方向进行。
因此，在实际应用中，需要考虑反应条件对Kc值的影响，从而调整反应条件以达到期望的反应结果。
除了Kc值，还有Kp值和Kx值等反应平衡常数。
Kp值是指在气相反应中各种气体的分压比值的平衡常数，Kp与Kc之间存在着一定的关系。
Kx值是指在溶液中各种物质的活度比值的平衡常数，它与Kc之间也存在着一定的关系。
这些平衡常数的存在为研究和应用化学反应提供了重要的依据。
总之，反应的标准平衡常数是描述化学反应平衡状态的重要参数，它反映了反应物和生成物在平衡位置的浓度关系。
通过实验测定和计算，可以得到Kc值，并根据Kc值的大小判断反应的进行方向和平衡状态。
化学反应的标准平衡常数
5.2.3b
RT
ln K
def ΔrGm
5.2.3a
def ΔrGm
K e RT
5.2.3b
这两个公式表示 K 与
ΔrGm 之间的关系。是沟
通化学热力学与平衡计算
的桥梁。
它们不但适用于理想气体化学反应，也适用于非理想系统，
如高压下真实气体、液态混合物、液态溶液中的化学反应。在
后三种情况中，K 依然是常数，但已经不是平衡压力商了。
所以,可以得到摩尔反应吉布斯函数为:
ΔrGm
RT
ln
Jp K
5.2.4
由
ΔrGm
RT
ln
Jp K
5.2.4 可见，
Jp K 时， rG m 0，反应能自发进行； Jp K 时， rG m = 0，反应处于平衡； Jp K 时， rG m 0，反应不能自发由左向右进行。
（逆反应能自发进行）
1 ΔrGm μ (C,s) 2 μ (O2 , g) μ (CO,g)
K
peq (CO,g)
/p
peq (O2
,g)
/p
3. 相关化学反应标准平衡常数之间的关系
这里所谓的相关化学反应，是指有加和关系的几个化学反应。
因为，吉布斯函数 G 是状态函数。所以若在某一温度下 ，几个化学反应具有加和性时，这些反应的ΔrGm 也有加和 关系。而因为 ΔrGm RT lnK ，所以可以推得相关化学反应
一致； 3. 改变原料配比所得的 K 应相同。
若要跳过例 题，请用右 边的按钮
例 5.2.1 将一个容积为 1.0547 dm3 的石英容器抽空。 在 297.0 K 时导入一氧化氮直到压力为 24.136 kPa。 然后再引入 0.7040 g 的溴，并升温到 323.7 K 。 测得平衡时系统的总压为
标准平衡常数表达式
标准平衡常数表达式平衡状态是化学反应在该条件下进行的最大限度。
为了定量的研究化学平衡，必须找出平衡时反应系统内各组分的量之间的关系，平衡常数就是平衡状态的一种数量标志，是表明化学反应限度的一种特征值。
标准平衡常数（Kθ）:表达式中，溶质以相对浓度表示，即该组分的平衡浓度Ci除以标准浓度Cθ的商；气体以相对分压表示，即该组分的平衡分压Pi除以标准分压Pθ的商。
以平衡时的生成物各组分的相对浓度和相对分压之积为分子，反应物各组分的相对浓度和相对分压之积为分母，各组分相对浓度或相对分压的指数等于反应方程式中相应组分的计量系数。
讨论:1、Kθ的表达式中一定要用组分的平衡状态时的浓度、分压。
同样的表达式，取用任意状态（非平衡状态）时的浓度、分压进行类似的计算，所得结果称为反应商(Q)。
2、Kθ也称为热力学平衡常数，区分经验平衡常数KP、KC。
3、标准平衡常数并不是指反应正在标准状态下进行。
相对浓度和相对分压是平衡浓度、分压“相对于”标准浓度、分压的一个无量纲数值，具有相对“标准态’的含义。
4、纯固、液态组分，浓度看作常数1，不列入表达式中。
5、由于各组分的指数项与计量系数相应，所以Kθ数值与具体反应方程式对应。
6、Kθ与浓度无关，是温度的函数。
例、Fe(S)+2HCl(aq)=FeCl2(aq)+H2(g)Kθ=[C(FeCl2)/Cθ][P(H2)/Pθ]/[C(HCl)/Cθ]2注意:1、气体一定要用相对分压，溶质一定要用相对浓度。
2、不要忘记指数项。
Kθ的大小反映了在一定条件下反应能进行的最高程度、最大限度。
Kθ越大，说明反应到达平衡时，生成物所占的比例越大，反应进行的越完全，越彻底，可逆程度越小。
用Kθ可以说明、比较化学反应进行的完全程度。
化学反应进行的程度也可以用转化率(α)来表示。
某反应的转化率=某反应物已转化的量/某反应物初始量二者可以相互换算。
但二者意义不同，Kθ不随浓度而变，转化率则随浓度而变。
3. 4 化学反应平衡常数
c
x
三 多相平衡
讨论一类最常见的情况：气体与纯固（或液）体间的化学反应。 凝聚相在通常温度下由于V 值很小， 凝聚相在通常温度下由于 m值很小， 在压力p与 相差不很大的情况下： 在压力 与pO 相差不很大的情况下：
O ∗ µ（s, T , p） µB s, T） = （ B
也就是说凝聚相纯物质的活度可视为1。 也就是说凝聚相纯物质的活度可视为 。 如果气态物质均按理想气体处理: 如果气态物质均按理想气体处理
三 多相平衡
某些氧化物在1000 K下的分解压 表 某些氧化物在 下的分解压
氧化物 CuO 分解压 2.0× ×
NiO
FeO
MnO SiO2
Al2O3 MgO CaO
p/kPa 10-8
稳定性
1.1× 3.3× 3.1× 1.3× 5.0× 3.4× 2.7× × × × × × × × 10-14 10-18 10-31 10-38 10-46 10-50 10-54
在p→0的极限情况下 γB=1，Kγ=1，则Kf 在数值上等于Kp 。 若用不同总压下测得的Kp 外推至p→0，则可 求得反应的Kf 。 同理
K
O
x p = lim ∏ pO p→ 0 B
eq B
eq
νB
故，可由实验结果外推确定标准平衡常数 。
平衡常数计算[例]
已知合成氨反应： N2 (g)＋3H2(g) ＝ 2NH3(g)， 在500℃时， ∆ rG =－71.90 kJ·mol-1
∑ν B
2. 实际气体反应的平衡常数
对于实际气体混合物，有
µ B (g, T, p , ξ ) = µ (g, T) + RTln ( f B /p )
化学平衡常数
标准平衡常数 由范特霍夫等温方程：
当反应达到平衡状态时
3
标准平衡常数表达式
对于气相反应：
H2 (g) I2 (g) 2HI(g)
K
[ p(HI) / p ]2
[ p(H2 ) / p ][p(I2 ) / p ]
对于溶液中的反应：
Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq)
［Xe］=1.5 a mol/L( 400 ℃) 250 ℃ n(Xe) ： n(F2) =(1.4+1.0+0.01) ：(1.0+0.02) 400 ℃ n(Xe) ： n(F2) =(1.5+1.0+0.01) ：(1.0+0.02)
27
②－① XeF2+F 2=XeF4 K(250 ℃)=1200 K(400 ℃)=5.5
1
K1= ［ Cl2（aq) ］/P Cl2= 5.83 ×10－2 /100×103=5.83 ×10－7 mol·L－1Pa －1 K2 = K3/ K1= 1.8 ×10－10/ 5.83 ×10－7 =3.09 ×10－4
22 竞赛试题 第5题 （6分）配制KI(0.100mol·L-1)–I2的水溶液，用0.100mol·L-1 Na2S2O3标准溶 液测得c(I2)＝4.85×10-3 mol·L-1。量取50.0mL KI-I2溶液和50.0mL CCl4置于分液 漏斗中振荡达平衡，分液后测知CCl4相中c(I2)＝2.60×10-3 mol·L-1。已知实验温 度下CCl4从水溶液中萃取I2的分配比为85 : 1。求水溶液中I2＋I¯＝I¯3的平衡常数。
化学反应的标准平衡常数
系统:
r Gm (T ) r Gm (T ) RT ln ( f B xB ) B B
eq B r Gm (T ) RT ln ( f Beq xB )
eq eq B ( f K (T ) B xB )
B
B
理想液态混合物
K (T )
Z (T , pZ )
于是
pA A (g, T ) RT ln p pB B (g, T ) RT ln p pY Y (g, T ) RT ln p pZ Z (g, T ) RT ln p
r Gm (T ) vB B (T )
pB vB (T ) B RT ln p B B
y ) (
p eq Z
z )
K (T )
pY p eq a pA p
eq
y
pZ p eq b pB p
eq
z
反应的标准平衡常数
r Gm (T ) RT ln K (T )
lnK =－ rGm(1)/ (RT) =－19.74
则 K =2.68×109
§3.2 化学反应的 标准平衡常数
r H m (T ) r H m (298.15K )
r S ( T ) S .15K ) r m ( 298 m T T 298 K C B (B)dT
p ,m
C B p,m (B)dT
rGm (2) rGm(1) =Gm,1＋Gm,2 ＋Gm,3＋ rGm(2)
Gm,3 =∫V(l)dp 0 CH3OH(l) p
平衡常数和标准平衡常数的关系
平衡常数和标准平衡常数的关系
平衡常数和标准平衡常数是化学反应中常用的两个概念。
平衡常数是指在化学反应达到平衡时，反应物和产物的浓度比值的乘积，可以用来描述反应的方向和强度。
标准平衡常数是指在标准状态下（一般为1 atm和298 K），反应物和产物的摩尔浓度比值的乘积，可以用来比较不同反应的相对强度。
平衡常数和标准平衡常数之间有以下关系：
K = K' × (RT)^Δn
其中，K是平衡常数，K'是标准平衡常数，R是气体常数，T是温度，Δn是反应物物质的摩尔数减去产物物质的摩尔数的差。
这个公式的意义是，平衡常数和标准平衡常数之间的比例关系与反应物和产物物质的摩尔数差以及温度有关。
当温度升高时，平衡常数和标准平衡常数之间的比例关系会受到温度项的影响，即乘以一个温度的指数项。
当反应物和产物物质的摩尔数差越大时，平衡常数和标准平衡常数之间的比例关系也越大，这表明反应越偏向产物方向。
总之，平衡常数和标准平衡常数是化学反应中常用的两个概念，它们之间的比例关系与反应物和产物的物质量、温度等因素有关。
在化学反应的研究中，这个关系式是非常重要的。
- 1 -。
化学平衡常数
（4）、判断某时刻反应是否达平衡及反应方向 在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用 该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积 的比即浓度商Q与K比较大小来判断。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
未达平衡，正向移动。 Q< k, p q c (C )c ( D) 达平衡，平衡不移动。 QC m n Q = k, c ( A)c ( B) Q > k， 未达平衡，逆向进行
又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参 加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示 在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应 C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O
K=[CH3COOC2H5][H2O]/([C2H5OH] · 3COOH]) [CH
2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来 表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关
3．(2011· 扬州模拟)某密闭容器中充入一定量SO2、O2 发生反应2SO2(g)＋O2(g) 3(g)，测得SO3浓度与反应 2SO 温度关系如图。下列说法正确的是( )
A．该反应ΔH>0 B．SO2转化率：a>b>c C．化学反应速率：c>b>a D．浓度商：b>c>a
4.(2012· 高考大纲全国卷)合成氨所需的氢气可用煤和水做原 料经多步反应制得，其中的一步反应为： CO(g)＋H2O(g)
（3）平衡状态只与始态和终态有关，而与途径无关
（一 ） 恒温恒容：
1、任何一个可逆反应,只要一边倒后完全相同，则二 平衡等效 （平衡时相同物质的含量、n、C、相同) (全等平衡)
恒温恒容： 2SO2 (g)
标准平衡常数的定义
标准平衡常数的定义
标准平衡常数是化学反应的一个重要参数，用于描述在特定温度下化学反应的
平衡状态。
它是反应的物质浓度和压强之间的比值，与反应物的摩尔比和反应温度有关。
在化学反应中，当反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度或压强将不再发生
明显的变化。
标准平衡常数（K）定义为在特定温度下，反应物浓度或压强之间的
比值的平衡状态下的数值。
标准平衡常数的计算依赖于反应物的化学表达式。
对于一个一般的反应物A +
B ⇌
C + D，标准平衡常数可以用下式表示：
Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b
其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别代表反应物A、B和生成物C、D的浓度（单位通常为摩尔/升），a、b、c和d代表化学方程式中A、B、C和D的系数。
标准平衡常数描述了在平衡状态下反应物与生成物之间的数量关系。
当标准平
衡常数大于1时，生成物的浓度或压强较高，表明反应向生成物的方向偏离。
相反，当标准平衡常数小于1时，表示生成物的浓度或压强较低，反应向反应物的方向偏离。
当标准平衡常数等于1时，表示反应物和生成物的浓度或压强相等，反应处于平衡状态。
标准平衡常数的值还受温度的影响。
随着温度的升高或降低，反应物和生成物
浓度的变化会导致标准平衡常数的变化。
这意味着在不同温度下，反应物与生成物的平衡状态可能发生改变。
通过了解标准平衡常数，我们可以评估化学反应的平衡程度，并预测在给定条
件下反应物和生成物的浓度或压强的变化。
这对于研究化学反应的动力学和平衡性质非常重要，并在工业生产和实验室研究中发挥着关键作用。
化学标准平衡常数
化学标准平衡常数
化学标准平衡常数是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值。
化学标准平衡常数测定方法：
化学方法
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+O2（可逆号）2H2O 在2000℃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2000℃时保持一段时间，使之达到化学平衡。
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2000℃时这个反应的平衡常数。
物理方法
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、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。
化学反应的平衡常数表达式
化学反应的平衡常数表达式化学反应的平衡常数表达式是指描述化学反应在平衡状态下浓度之间的关系的数学表达式。
平衡常数表达式可以通过浓度、压力或摩尔分数来表示。
它是化学平衡的关键参数，可以帮助我们了解反应的进行方向以及反应物和生成物的相对浓度。
平衡常数表达式通常由反应物和生成物浓度的乘积来表示。
以一般化学反应A + B ⇌ C + D为例，平衡常数表达式为Kc，Kp或Kx，分别表示使用浓度、压力或摩尔分数来表示平衡常数。
1. 平衡常数表达式的表示形式：- 使用浓度表示的平衡常数，一般以大写字母Kc表示，其中c表示浓度(concentration)。
对于一般反应aA + bB ⇌ cC + dD，在平衡状态下，A、B、C和D的浓度分别为[A]、[B]、[C]和[D]，平衡常数表达式为：Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b。
- 使用压力表示的平衡常数，一般以大写字母Kp表示，其中p表示压力(pressure)。
对于一般反应aA + bB ⇌cC + dD，在平衡状态下，A、B、C和D的分压分别为pA、pB、pC和pD，平衡常数表达式为：Kp = pC^c * pD^d / pA^a * pB^b。
- 使用摩尔分数表示的平衡常数，一般以大写字母Kx表示，其中x表示摩尔分数(mole fraction)。
对于一般反应aA + bB ⇌ cC + dD，在平衡状态下，A、B、C和D的摩尔分数分别为xA、xB、xC和xD，平衡常数表达式为：Kx = xC^c * xD^d / xA^a * xB^b。
2. 平衡常数表达式的意义及应用：平衡常数表达式可以告诉我们反应的进行方向以及反应物和生成物的相对浓度。
在平衡状态下，当Kc、Kp或Kx大于1时，生成物的浓度、压力或摩尔分数较高；当Kc、Kp或Kx小于1时，反应物的浓度、压力或摩尔分数较高。
当Kc、Kp或Kx等于1时，反应物和生成物浓度、压力或摩尔分数相等。
反应的标准平衡常数
反应的标准平衡常数在化学反应中，平衡常数是一个非常重要的概念。
它代表了在反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度之比。
平衡常数通常用K 表示，它的大小可以告诉我们反应的方向和速率。
在本文中，我们将详细讨论反应的标准平衡常数，以及它对化学反应的影响。
首先，让我们来了解一下反应的平衡常数是如何定义的。
对于一般的化学反应：aA + bB ⇌ cC + dD。
反应的平衡常数K可以通过下面的公式来表示：K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b。
其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别代表反应物A、B和生成物C、D的浓度，a、b、c、d分别代表它们在平衡状态下的摩尔数。
在标准状态下，浓度为1M的物质的平衡常数称为标准平衡常数，通常用K°表示。
标准平衡常数K°是一个与温度有关的物理常数，它可以告诉我们在标准状态下反应的倾向性。
当K°大于1时，生成物浓度较大，反应向生成物的方向进行；当K°小于1时，反应物浓度较大，反应向反应物的方向进行。
而当K°等于1时，反应物和生成物的浓度相等，反应处于平衡状态。
在实际应用中，平衡常数K°可以帮助我们预测反应的结果。
例如，当我们知道一个反应的平衡常数K°很大时，我们可以预测该反应几乎完全转化为生成物；而当K°很小时，反应物几乎不会转化为生成物。
这对于工业生产和实验室研究都具有重要意义。
此外，平衡常数K°还可以帮助我们优化反应条件。
通过改变温度、压力和浓度等因素，我们可以调整反应的平衡常数，从而达到更理想的反应结果。
例如，通过Le Chatelier原理，我们可以知道当增加反应物浓度时，平衡常数K°会向生成物的方向移动，从而促进生成物的产生。
总之，反应的标准平衡常数K°是化学反应中一个非常重要的概念。
它可以告诉我们反应的倾向性，帮助我们预测反应的结果，同时也可以帮助我们优化反应条件。
化学平衡常数
化学平衡常数化学平衡常数是描述化学反应在平衡态时物质浓度之间的定量关系的指标。
它在化学反应研究中起到了至关重要的作用。
本文将探讨化学平衡常数的定义、计算和应用。
一、化学平衡常数的定义化学平衡常数（Keq）指的是在给定温度下，化学反应在平衡状态时各物质的浓度之间的比值的稳定数值。
对于一般的化学反应：A +B ⇌C + D其平衡常数可以用如下形式表示：Keq = [C][D] / [A][B]其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应中各物质的浓度。
二、化学平衡常数的计算化学平衡常数的计算需要根据反应式和已知条件，利用化学方程式中的系数以及各物质的浓度进行推导。
一般情况下，平衡常数的计算需要满足以下条件：1. 列写化学方程式：根据反应过程写出化学方程式，并标明各物质的物质量或浓度。
2. 写出反应式和平衡常数表达式：根据化学方程式，写出反应的反应式，并根据反应物和生成物的物质量或浓度写出平衡常数的表达式。
3. 列出各物质的初始浓度和平衡浓度：根据已知条件或实验数据，确定反应物和生成物的初始浓度，以及在平衡状态下的浓度。
4. 代入数值计算：将已知的浓度代入平衡常数表达式中，并计算得出化学平衡常数的数值。
三、化学平衡常数的应用化学平衡常数在化学反应研究和实际应用中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 判断反应方向：根据化学平衡常数的数值大小，可以判断反应是向产物的方向进行还是向反应物的方向进行。
当Keq大于1时，反应向产物的方向进行；当Keq小于1时，反应向反应物的方向进行；当Keq等于1时，反应物和产物的浓度相等，反应处于平衡态。
2. 预测反应结果：根据已知的反应物浓度和平衡常数的数值，可以预测化学反应达到平衡时产物和反应物的浓度。
3. 优化反应条件：通过调控反应物浓度和温度等条件，可以改变平衡常数的数值，从而实现对反应方向和产物浓度的调控。
4. 指导工业生产：对于工业生产中的化学反应，通过研究和掌握平衡常数的性质和数值，可以指导工业生产过程中的反应条件优化，提高产品收率和质量。
化学反应标准平衡常数
B
定义：
Ka x
B
eq eq B B B
则：
K O Ka
B
若为理想混合物， 由于 γB = 1, 则
eq ) K ≈ Kx = ( xB B
2. 溶液中反应的化学平衡
O O O rGm （溶液， T） A A （溶剂， T） B B （溶质， T） B
一 气体反应的平衡常数
1 理想气体反应的平衡常数
x p O K O B p
eq B
eq B
eq eq xB nB / neq
n n
eq B
B
eq B
(3) Kn定义
eq B K n (nB )
eq
B B eq p p O eq B 代入得 K ( nB ) Kn pO neq pO neq B 可见，Kn在一般情况下是有量纲的量。
二、液相混合物与溶液中反应的平衡常数
三、多相反应的平衡常数
三 多相反应的平衡常数
讨论一类最常见的情况：气体与纯固（或液）体间的化学反应。 凝聚相在通常温度下由于Vm值很小， O （ s , T , p ） （ B B s, T） 在压力p与p相差不很大的情况下： 也就是说凝聚相纯物质的活度可视为1。 如果气态物质均按理想气体处理:
热稳定性渐增
炼钢中可选择Al、Si、Mn作为脱氧剂 4 2 2(FeO ) Al ( Al 2O 3 ) 2Fe 3 3
可以看出，Kp在一般情况下是有量纲的量，其量纲为 压力单位的- ΣνB次方。显然，Kp也只温度的函数。
一 气体反应的平衡常数
化学反应限度-平衡常数
K4
K1 K2
知 (1) 2NiO(s)
2Ni(S) + O2 (g) Kp1=PO2 P 2 CO 2 (2) 2CO(g)+O2(g) 2CO2 (g) K p 2 2 Pco PO 2
Ni(s) Biblioteka CO2(g)的 Kp求: NiO(s)+CO(g)
解:由[(1)+(2)]÷2得的反应
Q＝K Q＜K 可逆反应已达平衡 可逆反应正向进行
Q＞K
可逆反应逆向进行
例题:高炉炼铁中发生的反应有:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g); △H < 0
[ CO2 ]
(1)该反应的浓度平衡常数表达式K=____________; [ CO ]
(2)已知1100℃时,K=0.263.温度升高,化学平衡移动后 减小 达到新的平衡,平衡常数K________(增大,减少或不变).
2 平衡常数KC值的大小，可推断反应进行的程度
K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转 化率越大；
K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转 化率越小。
例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) 的浓度平衡常数与温度的关系如下：
△
2HI(g),
温度
浓度平衡常数
623K
66 .9
698K
2NH3(g)
K C1
[ NH3 ] [ N 2 ] [H 2 ]
1 2 3 2
KC (KC 1 )2
2NH3 (g)
1 KC (KC 1 )2 K C2
[ NH 3 ]2 KC [ N 2 ] [ H 2 ]3
化学反应标准平衡常数
1、理想气体反应的平衡常数
2、实际气体反应的平衡常数
一 气体反应的平衡常数
1 理想气体反应的平衡常数
B (id,g, T, p , ) (g,T) RTln ( pB /p )
O B O
且 pB=xB p ， 代入有
O B B (g, T ) eq B eq eq B p x p O B B B K exp O O B B RT p p
根据反应平衡条件，得标准平衡常数为
KO
O B B (g,T ) eq B fB B e xp O RT B p
令 代入有
Kf =
eq B ( f B) B
B
K O =Kf p O
一 气体反应的平衡常数
2 实际气体反应的平衡常数
K Kf p
O
O
B
Kf 在一般情况下是非量纲一的量，只有当 B = 0 时才 是量纲一的量。Kf 对于指定的反应亦只是温度的函数。 由于fB =γB pB ， 所以有 令
eq B eq B K f ( B ) ( pB )
若用不同总压下测得的Kp 外推至p→0，则 可求得反应的Kf 。
同理
K
O
x p l i m pO p0 B
eq B
eq
B
故，可由实验结果外推确定标准平衡常数 。
例5-2
P129 [平衡组成的计算]
2A(g) + g)→G(g) + H(g)
理想气体反应
O 的 rGm (800K) = - 12.552 kJ· mol-1。在800 K的条件下 将 3.0 mol的A、1.0 mol的D 和4.0 mol的G 放入8.0 dm3的容器中。试计算各反应物质平衡时的量。
5-02标准平衡常数
2
3
关于K 的几点说明: 关于 的几点说明 • K 仅是温度的函数。 仅是温度的函数。 •K 无量纲。 无量纲。 与反应计量方程的写法有关。 见下例 见下例). • K 与反应计量方程的写法有关。(见下例
3
2SO2＋O2＝2SO3 SO2＋1/2O2＝SO3 ∆rG ∆ m, 1=2∆rG m, 2
Θ ∆ rGm = ∆ rGm + RT ln J p = ( −16467 + 8.314 × 298.15 ln 2.279)J ⋅ mol −1
= −14425J ⋅ mol −1 < 0
所以反应向右进行. 所以反应向右进行
16467 = exp 8 . 314 × 298 . 15 = 767 . 5
17
(1)
1 Jp = Θ p
Σν B
p NH 3
3 p 1 /22 p H/22 N −1
y NH 3 p = Θ p ( y )1 / 2 ( y ) 3 / 2 N2 H2
−1
2/6 101 .325 = = 2.279 1/ 2 3/ 2 100 (1 / 6 ) ( 3 / 6 )
p = Θ p
例2
y y
2 NH3 3 N2 H2
y
p n = Θ p Σn n n B
−2
2 NH3 3 N2 H 2
9
4. 有纯态凝聚相参加的理想气体反应
aA(g)＋bB(l) ＋ lL(g)＋mM(s) ＋
∆ rGm = lµ L + m µ M − (aµ A + bµ B )
化学反应的平衡常数计算
化学反应的平衡常数计算化学反应的平衡常数（也称为平衡常数或反应定量常数）是在化学反应达到平衡时，与反应物浓度相关的数值。
它可以用来描述反应的平衡位置和反应物浓度的关系，是化学平衡的一个重要指标。
本文将介绍如何计算化学反应的平衡常数。
1. 平衡常数的定义在化学反应 aA + bB ⇌ cC + dD 中，反应物为A和B，生成物为C 和D，a、b、c、d为各个物质的系数。
根据平衡反应的浓度，可以定义平衡常数（K）如下：K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物和生成物的浓度。
2. 平衡常数的计算步骤为了计算化学反应的平衡常数，我们可以采取以下步骤：步骤1: 确定反应物和生成物。
根据给定的反应方程式，识别出反应物和生成物。
步骤2: 确定各个物质的系数。
根据反应方程式中的系数，确定各个物质的系数。
步骤3: 写出平衡常数表达式。
根据平衡常数的定义，写出平衡常数表达式。
步骤4: 测定浓度并代入表达式。
根据实验条件，测定反应物和生成物的浓度，并代入平衡常数表达式。
步骤5: 计算平衡常数。
根据实测浓度代入平衡常数表达式，计算得到平衡常数的数值。
3. 举例说明考虑以下气相反应的平衡常数计算：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)根据上述步骤，我们可以进行以下计算：步骤1: 确定反应物和生成物。
反应物：N2(g)、H2(g)生成物：NH3(g)步骤2: 确定各个物质的系数。
N2(g): 1H2(g): 3NH3(g): 2步骤3: 写出平衡常数表达式。
K = [NH3]^2 / [N2][H2]^3步骤4: 测定浓度并代入表达式。
假设在某实验条件下，[N2] = 0.5 M，[H2] = 1.0 M，[NH3] = 0.2 M。
步骤5: 计算平衡常数。
K = (0.2 M)^2 / (0.5 M)(1.0 M)^3 = 0.08 / 0.5 = 0.16因此，该反应的平衡常数为0.16。
化学平衡常数
课堂小结：
(1) K不随起始浓度大小而变化。 (2) K与温度有关。 (3) K与方程式写法有关。 (4) K值大小标志反应能达到的最大限度, K值越大，反应物的转化率越大，反应 越完全。
2、表达式：
3.平衡常数的单位 当浓度的单位为 mol·L-1，称标准平衡常数， 标准平衡常数不写单位。
４、化学平衡常数的意义： 定量的衡量化学反应进行的程度
（1）K值越大，表示正反应进行的程度越大，反应 物转化率也越大。
（2）一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。
5、使用平衡常数应注意的几个问题： (1)化学平衡常数的大小只与温度有关，与反应物或 生成物的浓度无关。
压强（kPa）
K的沸点（℃） Na的沸点（℃） KCl的沸点（℃） NaCl的沸点（℃）
13.33 53.32 101.3
590 700 710 830 770 890 1437 1465
练习2．（09年安徽理综· 11）汽车尾气净化中的一个反应 如下：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g) △H=373.4kJ· mol-1。在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后， 改变某一条件，下列示意图正确的是： C
B. 通入CO2，平衡朝正反应方向移动 C.
c( HCO3 ) 升高温度， c(CO 2 ) 减小 3
D. 加入NaOH固体，溶液PH减小
６.化学平衡常数的应用: (1)判断可逆反应是否达到平衡及反应方向
对于可逆反应，在一定温度的任意时刻，反应物的 浓度和生成物的浓度有如下关系：
叫该反应的浓度商
(2)在平衡常数表达式中：纯液体（如水）的浓度、 固体物质的浓度不写
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) K=c(CO2) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l) K=c(CO)/[c(CO2) · c(H2)]
标准平衡常数
标准平衡常数标准平衡常数是化学反应平衡定律中的一个重要概念，它描述了在给定温度下，反应物和生成物浓度的比值。
在化学平衡中，反应物和生成物的浓度会达到一种稳定状态，这种状态下反应物和生成物的浓度比值保持不变，这个比值就是平衡常数。
平衡常数通常用K表示，它是反应物浓度的乘积除以生成物浓度的乘积的比值。
平衡常数的大小可以告诉我们反应的方向和反应物和生成物的相对浓度。
平衡常数的大小与反应的速率无关，它只与反应的热力学性质有关。
在同一温度下，不同反应的平衡常数可以相差很大，这反映了不同反应的平衡位置不同。
平衡常数越大，生成物的浓度越高，反之，反应物的浓度越高。
当平衡常数等于1时，反应物和生成物的浓度相等，反应处于动态平衡状态。
平衡常数的计算可以通过实验测定反应物和生成物的浓度，然后代入平衡常数表达式中求解。
在实际应用中，平衡常数可以用来预测反应的方向和浓度变化。
当反应物浓度增加时，平衡常数会偏向生成物一侧，反之亦然。
这种性质可以用来优化化学工艺和控制反应过程。
平衡常数的大小还可以告诉我们反应的强弱。
当平衡常数远大于1或远小于1时，反应被认为是“完全进行”的或“几乎不进行”的。
这对于工业生产和环境保护都有着重要的意义。
在工业生产中，我们希望反应尽可能向生成物方向进行，以提高产率和降低成本。
而在环境保护中，我们希望减少有害物质的生成，控制反应的平衡位置可以帮助我们实现这一目标。
平衡常数还可以帮助我们理解化学平衡系统的动态特性。
在动态平衡状态下，反应物和生成物仍在不断转化，但总浓度保持不变。
这种动态平衡是由反应物和生成物之间的相互转化所决定的，平衡常数描述了这种相互转化的平衡状态。
通过平衡常数，我们可以了解反应物和生成物之间的相对稳定性，以及它们在达到平衡状态时的浓度比值。
总之，平衡常数是化学平衡定律中的重要概念，它描述了反应物和生成物在给定温度下的浓度比值。
通过平衡常数，我们可以预测反应的方向和浓度变化，优化化学工艺，控制环境污染，以及理解化学平衡系统的动态特性。
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Δ nΒ n B nB ,0 ξ υB υB
dnA dnD dnG dnH dξ a d g h
ξ在0到1这间变化时，A、D、G、H四种物质都存在， 且其量都在变化，每取ξ一定值时，则A、D、G、 H也都有确定的量。
第一章 热力学第一定律与热化学 5
2.反应的方向
• 存在于NO2 和NO 混合气中的 化学平衡. 2NO2(棕色) =N2O4(无色) (左图, 室温) N2O4 + 2NO = 2N2O3(s, 蓝色) (右图, 液氮中, < 100.1 ℃)
第一章 热力学第一定律与热化学 2
引
言
1.内容：运用化学势讨论化学平衡的实质 2.主要解决： 由热力学数据计算化学平衡常数； 以确定反应的方向、平衡条件和平衡时各物 质间的数量关系； 研究温度、压力等因素对化学平衡的影响。 3.说明：热力学处理平衡问题不涉及变化的 速率.
Chemical Equilibrium
引
言
• 化学平衡是热力学第二定律在化学反应中的具体应用。 • 用热力学原理, 研究化学反应系统的平衡规律, 解决反应的方 向和限度问题, 找出平衡组成与温度, 压力之间的关系. • 化学平衡的热力学原理, 为实际生产中寻找最佳的反应工艺 条件以提高产率提供理论依据.
( rGm )T , p 0
反应自发地向右进行
反应自发地向左进行，不可能自发 向右进行 反应达到平衡
第一章 热力学第一定律与热化学
7
G 用 ( ) T , p 判断，这相当于 G ~ 图上曲线的斜率，
因为是微小变化，反应进度处于0~1 mol之间。
G )T , p 0
Δr Gm 0 反应能正向进行
Δr G m 0 反应不能正向进行（逆方向可） Δr Gm 0 反应达到平衡
K KP
K Qa K Qa
压力商
pG p p H p PB Q p a P B pA p pD p
B B
Δr G m
G υ Β μ Β ξ T ,p Β
6
第一章 热力学第一定律与热化学
3.根据吉布斯函数的判据：
G 用 ( )T , p ,
B
B
B 或 ( r Gm )T , p 判断都是等效的。
(rGm )T , p 0
(rGm )T , p 0
设任意一封闭体系中有一化学反应 aA + dD + … → gG+hH + … 在定温定压下，若上述反应向右进行了无限小量的 反应，此时体系的吉布斯函数变
dG(T ,p) μ Β dnB
dnB υ B dξ
B
，代入上式得
dG(T ,p) μ Bυ Β dξ ( υ Β μ Β )dξ
i
（产物） i （反应物） i i i
0 i
若A、B、G、H皆为理想气体，有：
pi RTln 0 p
9
第一章 热力学第一定律与热化学
pA pB 0 a( RTln 0 ) b( B RTln 0 ) p p pG pH 0 0 g ( G RTln 0 ) h( H RTln 0 ) p p
1.化学平衡表现为静态，而实际上是一种动态平衡， 它是化学反应进行的限度。 2.当外界条件一变，平衡也随之发生改变，直至新 的平衡。 化学平衡的实质：从动力学看，是正、逆反应的速 度相等；从热力学看，是产物的化学势总和等于反 应物化学势的总和。
二.化学反应平衡条件
1.反应进度 任一化学反应 aA + dD === gG + hH 0 υ B B 它的化学计量方程式的通式为： B
g h a a 0 H r Gm RTln( G ) a b eq a A aB 第一章 热力学第一定律与热化学
10
二.平衡常数： g h aG aH 0 K a b constant a A aB eq
K ： 称化学反应标准平衡常数，无量纲。与温度、
反应体系本身有关。给定反应，温度一定，则 有定值。
0
r G RT ln K
0 m 0 m
0
r G : 化学反应标准吉布斯自由能变化值
第一章 热力学第一定律与热化学
11
三.化学反应的等温方程
(reaction isotherm)Van’t Hoff等温式
g h a a 0 H r Gm r Gm RTln G a b a A aB
0 A
g h a a 0 0 0 0 H r Gm g G h H a A b B RTln G a b aA aB g h a a 0 H r Gm RTln G a b aA aB
r G
0 m
在T一定时为常数，化学平衡时rGm=0, 所以有： g h a a 0 H r Gm RTln( G ) 0 a b eq a A aB
(
反应自发向右进 行，趋向平衡 反应自发向左Hale Waihona Puke 行，趋向平衡反应达到平衡
第一章 热力学第一定律与热化学 8
(
G )T , p 0
G ( )T , p 0
§3.2 化学反应等温方程和平衡常数
一.化学反应等温方程式
aA bB gG hH
等温条件下，化学反应达平衡时
§3.1 化学反应的平衡条件
一.化学反应平衡的实质
An equilibrium is established when the rate of the forward and backward reactions are equal. for example：
H2 (g)+I2(g) 2HI(g)
r Gm r G RT ln Qp
0 m
RT ln K
0
RT ln Q p
——Van't Hoff等温式 Qp aG aH
g h
a A aB
a b
, 称为压力商
r Gm RT ln K RT ln Qp
p
反应进行的方向和限度 的判断：
K Qa