连续的化学平衡的化学平衡常数怎样计算

连续的化学平衡的化学平衡常数怎样计算

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，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。

化学平衡常数是化学热力学计算所得到的结果，因为任何反应都具有一定的可逆性，所以任何反应都有进行的限度。化学平衡常数就表示了一个反应进行的限度度。 平衡常数的公式应该是由实验测出来的~~最终通过总结得出的~~

先考虑基元反应,简单处理,设为 aa--bb 正反应速率常数为k1,逆反应速率常数为k-1 达到平衡时,正逆反应速率相等 即k1[a]^a=k-1[b]^b 所以[b]^b/[a]^a=k1/k-1=常数 对于非基元反应aa+bb--dd+ee,它总可以拆成若干个基元反应,最后相乘得到的结果就是[d]^d[e]^e/[a]^a[b]^b=常数 所以会有平衡常数 通常的平衡常数数据都是实验测得的 而δg(标准)=-rtlnk是从公式推导的(具体过程我忘了) 其中关键的一步是 g(a)=g(a,标准)+rtln[a] 所以δg=δg(标准)+rtln[d]^d[e]^e/[a]^a[b]^b 平衡时δg=0 故δg(标准)=-rtlnk

从物理化学的角度讲，就是△g=0的状态。可以推导就是这个平衡式子；也可以从动力学角度推导，正反应的速度就是各物料的指数幂的积乘以一个常数k+;逆反应也是一样。当正逆反应速度一样时就是说体系到达平衡状态。两个式子相等，整理就得到我们常见的反应平衡公式。可逆反应如此，其他反应都可以分解为一些基元反应，也是可以叠加得到这个式子。这个是很基础的东西，你看看大学物理化学就知道了