平衡常數 | 平衡常數計算
平衡常數維基百科，自由的百科全書跳至導覽跳至搜尋可逆化學反應達到平衡時，每個產物濃度（或壓力）係數次冪的連乘積與每個反應物濃度（或壓力）係數次冪的連乘積成正比，這個比值叫做化學平衡常數，簡稱平衡常數，記作K。
平衡時反應進行得越完全，平衡常數就越大。
平衡常數通常只依據勒沙特列原理受溫度影響。
目次1平衡常數的種類1.1濃度平衡常數1.2壓力平衡常數1.3濃度平衡常數和壓力平衡常數的關係1.3.1證明過程1.4單位2意義3寫法平衡常數的種類[編輯]以反應 aA+bB↔cC+dD{\displaystyle\a\mathrm{A}+b\mathrm{B}\leftrightarrowc\mathrm{C}+d\mathrm{D}}為例：濃度平衡常數[編輯]濃度平衡常數，代號Kc{\displaystyleK_{\mathrm{c}}}。
適用於氣相或是液相的平衡，以體積莫耳濃度（ c(M){\displaystyle\c\mathrm{(M)}}）表示各成分的濃度：Kc=cc(C)cd(D)ca(A)cb(B){\displaystyleK_{\mathrm{c}}={\frac{c^{c}(\mathrm{C})c^{d}(\mathrm{D})}{c^{a}(\mathrm{A})c^{b}(\mathrm{B})}}}壓力平衡常數[編輯]壓力平衡常數，代號Kp{\displaystyleK_{\mathrm{p}}}僅適用於氣相平衡，以分壓表示各成分的濃度：Kp=pc(C)pd(D)pa(A)pb(B){\displaystyleK_{\mathrm{p}}={\frac{p^{c}\mathrm{(C)}p^{d}\mathrm{(D)}}{p^{a}\mathrm{(A)}p^{b}\mathrm{(B)}}}}濃度平衡常數和壓力平衡常數的關係[編輯]Kp=Kc(RT)Δn{\displaystyleK_{\mathrm{p}}=K_{\mathrm{c}}(RT)^{\Deltan}}其中Δn=(c+d)−(a+b){\displaystyle\Deltan=(c+d)-(a+b)}證明過程[編輯]根據理想氣體反應方程式pV=nRT{\displaystylepV=nRT}同除以體積p=nVRT{\displaystylep={\frac{n}{V}}RT}其中nV{\displaystyle{\frac{n}{V}}}為體積莫耳濃度，所以p(A)=c(A)RT{\displaystylep(\mathrm{A})=c(\mathrm{A})RT}...代入Kp{\displaystyleK_{\mathrm{p}}}即可得到此式單位[編輯]Kc{\displaystyleK_{\mathrm{c}}}：molΔn{\displaystyle\mathrm{mol}^{\Deltan}}，單位常常省略不寫。
Kp{\displaystyleK_{\mathrm{p}}}：atmΔn{\displaystyle\mathrm{atm}^{\Deltan}}或是mmHgΔn{\displaystyle\mathrm{mmHg}^{\Deltan}}或是PaΔn{\displaystyle\mathrm{Pa}^{\Deltan}}。
意義[編輯]平衡常數大，表示達到平衡時，大部分的反應物轉成生成物，生成物產率高，反應物轉化率也高，反之亦然。
平衡常數只和溫度、溶劑種類、本性有關，而與反應速率、體系壓力等無關。
反應速率受速率常數影響，當正逆反應速率相等時，反應達到平衡，此時速率常數之比恰為平衡常數。
是否達到平衡，可以與反應商（Q，分為濃度商和壓力商）來比較Q>K{\displaystyleQ>K} 生成物濃度太高，未達到平衡，反應將向左移動，直到Q=K{\displaystyleQ=K}，才達平衡。
Q
Q=K{\displaystyleQ=K} 反應已達到平衡狀態。
寫法[編輯]通常，固體和純液體不計入平衡常數。
例如：CaCO3(s)↽−−⇀CaO(s)+CO2(g){\displaystyle{\ce{CaCO3(s)<=>CaO(s)+CO2(g)}}}因為碳酸鈣和氧化鈣都是固體，其濃度正比於其密度，在化學平衡的定溫情況下為定值，不會影響平衡狀態與平衡常數，所以Kc=c(CO2){\disp
平衡時反應進行得越完全，平衡常數就越大。
平衡常數通常只依據勒沙特列原理受溫度影響。
目次1平衡常數的種類1.1濃度平衡常數1.2壓力平衡常數1.3濃度平衡常數和壓力平衡常數的關係1.3.1證明過程1.4單位2意義3寫法平衡常數的種類[編輯]以反應 aA+bB↔cC+dD{\displaystyle\a\mathrm{A}+b\mathrm{B}\leftrightarrowc\mathrm{C}+d\mathrm{D}}為例：濃度平衡常數[編輯]濃度平衡常數，代號Kc{\displaystyleK_{\mathrm{c}}}。
適用於氣相或是液相的平衡，以體積莫耳濃度（ c(M){\displaystyle\c\mathrm{(M)}}）表示各成分的濃度：Kc=cc(C)cd(D)ca(A)cb(B){\displaystyleK_{\mathrm{c}}={\frac{c^{c}(\mathrm{C})c^{d}(\mathrm{D})}{c^{a}(\mathrm{A})c^{b}(\mathrm{B})}}}壓力平衡常數[編輯]壓力平衡常數，代號Kp{\displaystyleK_{\mathrm{p}}}僅適用於氣相平衡，以分壓表示各成分的濃度：Kp=pc(C)pd(D)pa(A)pb(B){\displaystyleK_{\mathrm{p}}={\frac{p^{c}\mathrm{(C)}p^{d}\mathrm{(D)}}{p^{a}\mathrm{(A)}p^{b}\mathrm{(B)}}}}濃度平衡常數和壓力平衡常數的關係[編輯]Kp=Kc(RT)Δn{\displaystyleK_{\mathrm{p}}=K_{\mathrm{c}}(RT)^{\Deltan}}其中Δn=(c+d)−(a+b){\displaystyle\Deltan=(c+d)-(a+b)}證明過程[編輯]根據理想氣體反應方程式pV=nRT{\displaystylepV=nRT}同除以體積p=nVRT{\displaystylep={\frac{n}{V}}RT}其中nV{\displaystyle{\frac{n}{V}}}為體積莫耳濃度，所以p(A)=c(A)RT{\displaystylep(\mathrm{A})=c(\mathrm{A})RT}...代入Kp{\displaystyleK_{\mathrm{p}}}即可得到此式單位[編輯]Kc{\displaystyleK_{\mathrm{c}}}：molΔn{\displaystyle\mathrm{mol}^{\Deltan}}，單位常常省略不寫。
Kp{\displaystyleK_{\mathrm{p}}}：atmΔn{\displaystyle\mathrm{atm}^{\Deltan}}或是mmHgΔn{\displaystyle\mathrm{mmHg}^{\Deltan}}或是PaΔn{\displaystyle\mathrm{Pa}^{\Deltan}}。
意義[編輯]平衡常數大，表示達到平衡時，大部分的反應物轉成生成物，生成物產率高，反應物轉化率也高，反之亦然。
平衡常數只和溫度、溶劑種類、本性有關，而與反應速率、體系壓力等無關。
反應速率受速率常數影響，當正逆反應速率相等時，反應達到平衡，此時速率常數之比恰為平衡常數。
是否達到平衡，可以與反應商（Q，分為濃度商和壓力商）來比較Q>K{\displaystyleQ>K} 生成物濃度太高，未達到平衡，反應將向左移動，直到Q=K{\displaystyleQ=K}，才達平衡。
Q
Q=K{\displaystyleQ=K} 反應已達到平衡狀態。
寫法[編輯]通常，固體和純液體不計入平衡常數。
例如：CaCO3(s)↽−−⇀CaO(s)+CO2(g){\displaystyle{\ce{CaCO3(s)<=>CaO(s)+CO2(g)}}}因為碳酸鈣和氧化鈣都是固體，其濃度正比於其密度，在化學平衡的定溫情況下為定值，不會影響平衡狀態與平衡常數，所以Kc=c(CO2){\disp