經驗平衡常數
反應物或反應物與生成物按一定比例組成反應混合物. 平衡時, 各組分的濃度不再改變; 但反應混合物的組成不同時, 平衡體系的組成並不相同.
對於一般可逆反應:aA + bB —— gG + hH
平衡時,
K 是平衡常數。K 稱為經驗平衡常數.
上述的結果可表述為:
在一定溫度下, 可逆反應達到平衡時, 生成物濃度冪的連乘積與反應物濃度冪的連乘積之比, 是一個常數, 冪指數為化學計量數.
對於氣相反應, 平衡時各物質的分壓不變, 仍有類似的關係式:
KP 也是一種經驗平衡常數, 稱為分壓平衡常數. 而用濃度表示的經驗平衡常數, 則稱為濃度平衡常數 KC 。
標準平衡常數
將平衡濃度或平衡分壓分別除以各自標準態的數值, 即得平衡時的相對濃度或相對分壓.
解平衡類題目的關鍵是: (1) 將反應起始、轉化量、平衡濃度表示清楚; (2) 代到平衡常數表示式中; (3) 解方程.
例:PCl5的熱分解反應如下:PCl5(g)⇋PCl3(g)+Cl2(g)(1)寫出反應的標準平衡常數表達式;(2)已知某溫度下,在容積為10.0L的密閉容器中充入2.00mol PCl5,某溫度時,有1.5mol分解,求該溫度下的標準平衡常數。
(3)若保持溫度和容器體積不變,在該密閉容器中再通入1molCl2後,有多少摩爾的 PCl5分解?
(4)已知某溫度下,在容積為10.0L的密閉容器中充入2.00mol PCl5,達到平衡後,測得容器內PCl3的濃度為1。50mol/L。計算該溫度下的標準平衡常數。
【析】
(1)可逆反應PCl5(g)⇋PCl3(g)+Cl2(g)
平衡常數
k⊖=(p(PCl3)*p(Cl2))/(p(PCl5)*p⊖)
(2) 平衡後PCl3的濃度為0.150mol/L,則:
故該溫度下平衡常數
k⊖=(p(PCl3)*p(Cl2))/(p(PCl5)*p⊖)
PV=nRT
k⊖=(n(PCl3)*n(Cl2)*RT/V)/(n(PCl5)*p⊖)
帶入數據求解
(3) 平衡後再充入1molCl2則:
故該溫度下平衡常數
k⊖=(p(PCl3)*p(Cl2))/(p(PCl5)*p⊖)
PV=nRT
k⊖=(n(PCl3)*n(Cl2)*RT/V)/(n(PCl5)*p⊖)
帶入數據求解
(4) 平衡後PCl3的濃度為0.150mol/L,則:
故該溫度下平衡常數
k⊖=(p(PCl3)*p(Cl2))/(p(PCl5)*p⊖)
PV=nRT
k⊖=(n(PCl3)*n(Cl2)*RT/V)/(n(PCl5)*p⊖)
帶入數據求解.
. 反應 CO(g) + H2O(g) —— H2(g) + CO2(g)
在某溫度時, Kc = 9, 求 CO 和 H2O 的起始濃度皆為 0.02時, CO 的轉化率
在其餘條件相同的前提下, K 值越大, 轉化率越高, 反應進行程度越高.