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物理化学

化学平衡

化学平衡是正逆反应速率相等的动态状态;平衡常数 K 将平衡组成与温度联系起来。

对 aA+bB ⇌ cC+dD,反应商 Q 与 Kc 形式相同,但使用瞬时浓度。平衡时 Q=Kc;气体可用分压定义 Kp。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位,并在解释结果前检查量纲。

Kc=[C]c[D]d[A]a[B]b,ΔG∘=−RTln⁡KK_c = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}, \qquad \Delta G^\circ=-RT\ln K

定义: 平衡常数

K 是平衡时的活度商;纯固体和纯液体的活度通常为1,故不写入表达式。K 只随温度改变。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态,不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

平衡时 A ⇌ B 的 [A]=0.20 M、[B]=0.80 M。求1:1反应的 Kc。

解答

Kc=[B]/[A]=0.80/0.20=4.0;该平衡组成中生成物占优。

概念总结
概念说明单位 / 备注
核心关系式在所述条件下使用检查单位与符号约定
测量量联系状态或过程将数据与模型比较
适用范围对具体条件建模应用前检查假设

ΔG∘\Delta G^\circ 的符号反映 K 大小:K>1 时 ΔG∘<0\Delta G^\circ<0。它是标准态量,并不表示任意初始混合物都向正向进行;实际方向由 ΔG=RTln⁡(Q/K)\Delta G=RT\ln(Q/K) 判断。

根据上例给定数据,得出哪个结果?

哪项陈述符合本课内容?

参考文献

  1. Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry