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化学平衡常数K有单位吗

来源:论文联盟  作者:吴越 [字体: ]

化学平衡常数K有单位吗

一、平衡常数K的类型和定义
  1.实验平衡常数(又称经验平衡常数)。
  实验平衡常数是通过物理方法或化学方法测定后经计算得到的。
  实验证明:对于任何可逆反应aA+bBgG+hH。
  在一定温度下达到平衡时,各生成物平衡浓度系数次幂的乘积与反应物平衡浓度系数次幂的乘积之比为一常数:
  Kc=cgGchHcaAcbB。
  Kc——实验平衡常数,常称浓度平衡常数。
  对于由理想气体构成的气相反应:恒温恒容条件下,气体的分压与浓度成正比,对上述表达式中的浓度用气体的分压代替,得:
  Kp=pgGphHpaApbB。
  Kp——常称压力平衡常数。
  通过物理方法或化学方法测定平衡时各反应物和生成物的浓度或压力经计算可得Kc、Kp的值,因此通常称实验平衡常数或经验平衡常数。
  从实验平衡常数Kc、Kp的表达式可知,实验平衡常数是有量纲。
  二、标准平衡常数
  标准平衡常数又称热力学平衡常数,其表达式可根据热力学第二定律推导得到。
  由van’tHoff等温方程ΔG=ΔGθ+RTlnQ可以推出:在恒温恒压下,当反应达到平衡时,ΔG=0,此时反应商Q=Q平衡=Kθ,Kθ称为标准平衡常数,或热力学平衡常数。由ΔG=0,van’tHoff等温式变成如下等式:
  ΔGθ=-RTlnKθ。
  由于Kθ是由ΔGθ=-RTlnKθ计算得到的,所以Kθ必须是一个无量纲的数,因为ln是数学运算符号,只能作数的计算,所以在Kθ的表达式中,必须用相对浓度或相对压力。
  对于可逆反应aA+bBgG+hH:
  Kθc=CGCθgCHCθhCACθaCBCθb
  对于气相反应:
  Kθp=PGPθgPHPθhPAPθaPBPθb
  式中cGcθ即为生成物G的相对浓度,pGpθ即为生成物G的相对分压。
  在ΔGθ=-RTlnKθ中Kθ既不写作Kθc,也不写作Kθp。所讨论的反应为气相反应时,ΔGθ=-RTlnKθp;对于溶液中发生的化学反应,则ΔGθ=-RTlnKθc;对于既有气体又有溶液的化学反应,则ΔGθ=-RTlnKθ,这里的Kθ称为混合平衡常数,其表达式中气体用相对分压,溶液用相对浓度。
  三、两者的异同
  1.三点相同之处:
  ①两者均是衡量平衡状态的一种数量标志。对同一类型反应,在给定条件下,其值越大,表示反应进行得越完全。
  ②在一定温度下,不同的反应,各有特定的平衡常数值,其值与温度有关,但不随反应物或产物的浓度而改变。
  ③两者表达式的书写形式或其平衡常数值与反应方程式的书写方式有关。
  2.两者的不同之处:①实验平衡常数通常是有量纲的,其单位取决于生成物与反应物(除固体和纯液体以及溶剂)的计量系数之差,即g+h-a+b=△n。
  所以实验平衡常数值与本文由论文联盟http://www.LWlM.Com收集整理反应物和产物采用的单位有关。尤其对Kp来说,分压用kPa为单位,其值往往与以前文献中报道的以atm(标准大气压)为单位的Kp值不同。
  ②标准平衡常数则是一个无量纲的量,只要选择一定的标准态,Kθ即为定值(恒温下),与压力无关。另外对于复相反应,其平衡常数表达式中不出现纯固体、纯液体和溶剂项,根据实验平衡常数的定义是无法解释的,而对标准平衡常数表达式来说则是一个很自然的推论因为上述各 项的标准态即为其本身ccθ=1。
  作者单位:河北省邯郸市第一中学高三B4班

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