
平衡常数的定义与化学意义
平衡常数(Equilibrium Constant)是描述化学反应在动态平衡状态下反应物与生成物浓度关系的定量指标,其英文对应词为"equilibrium constant"。该数值通过热力学公式计算得出,反映了反应达到平衡时系统的能量最稳定状态。对于一般反应式 $aA + bB rightleftharpoons cC + dD$,平衡常数表达式为:
$$ K = frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b} $$ 其中方括号代表物质浓度(气体可用分压表示),温度是影响平衡常数的唯一外在因素。
核心特征与分类
应用领域参考
注:由于文献引用需遵循出版规范,此处未直接标注网页链接,建议通过高校图书馆平台查询IUPAC术语数据库或美国化学会(ACS Publications)的原始文献。
平衡常数是描述化学反应在平衡状态下各物质浓度(或分压)关系的常数,用于量化反应达到平衡时生成物与反应物的相对比例。以下是关键点解析:
定义与表达式
对于可逆反应 ( atext{A} + btext{B} rightleftharpoons ctext{C} + dtext{D} ),平衡常数 ( K ) 的表达式为:
[
K = frac{[text{C}]^c [text{D}]^d}{[text{A}]^a [text{B}]^b}
]
其中方括号表示物质的平衡浓度(单位通常为mol/L)。若涉及气体,可用分压代替浓度,此时记为 ( K_p )。
物理意义
影响因素
应用示例
合成氨反应 ( text{N}_2 + 3text{H}_2 rightleftharpoons 2text{NH}_3 ) 的平衡常数表达式为:
[
K_c = frac{[text{NH}_3]}{[text{N}_2][text{H}_2]}
]
高温下 ( K ) 减小,说明高温不利于氨的生成,与实际工业中采用适度低温以提高产率一致。
扩展概念
平衡常数是分析化学平衡的核心工具,广泛应用于工业反应条件优化、环境化学及生物体内代谢过程研究。
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