1.化学平衡常数
(1)概念
在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。
(2)表达式
对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度下达到平衡时:K=(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
(3)意义
①K值越大,反应物的转化率越高,正反应进行的程度越大,一般来说,K≥105认为反应进行的较完全。
②K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关,与压强变化、是否使用催化剂无关。
③化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。
(4)应用
①利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。
对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的任意状态,浓度商Qc=。
Qc<K,反应向正反应方向进行;
Qc=K,反应处于平衡状态;
Qc>K,反应向逆反应方向进行。
②利用K可判断反应的热效应:若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
③计算转化率:利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时,平衡常数不变列方程求解。
④计算相关反应的平衡常数
若反应方向改变,则平衡常数变为其倒数;若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变同次幂,但意义不变。
2.平衡转化率
平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比,用来表示反应限度。对于反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),反应物A的转化率可以表示为α(A)=×100%。