化學平衡常數(shù)
是指在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,也不管反應物起始濃度大小,最后都達到平衡,這時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值是個常數(shù),用K表示,這個常數(shù)叫化學平衡常數(shù).平衡常數(shù)一般有濃度平衡常數(shù)和壓強平衡常數(shù).
（1）平衡常數(shù)表達式及其意義
對于化學反應 mA+nB（可逆號）pC+qD
在一定溫度下達到化學平衡時,其平衡常數(shù)表達式為：
K=[c^p(C)·c^q(D)]/[c^m(A)·c^n(B)]
在書寫平衡常數(shù)表達式時,要注意以下問題：
① 在應用平衡常數(shù)表達式時,稀溶液中的水分子濃度可不寫.因為稀溶液的密度接近于1 g／mL.水的物質(zhì)的量濃度為55.6 mol／L.在化學變化過程中,水量的改變對水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個常數(shù),此常數(shù)可歸并到平衡常數(shù)中去.
對于非水溶液中的反應,溶劑的濃度同樣是常數(shù).
② 當反應中有固體物質(zhì)參加時,分子間的碰撞只能在固體表面進行,固體的物質(zhì)的量濃度對反應速率和平衡沒有影響,因此,固體的“濃度”作為常數(shù),在平衡常數(shù)表達式中,就不寫固體的濃度.
③ 化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關.同一個化學反應,由于書寫的方式不同,各反應物、生成物的化學計量數(shù)不同,平衡常數(shù)就不同.但是這些平衡常數(shù)可以相互換算.
④ 不同的化學平衡體系,其平衡常數(shù)不一樣.平衡常數(shù)大,說明生成物的平衡濃度較大,反應物的平衡濃度相對較小,即表明反應進行得較完全.因此,平衡常數(shù)的大小可以表示反應進行的程度.
（2）平衡常數(shù)的測定
平衡常數(shù)可以用實驗方法測定,也可以利用熱力學數(shù)據(jù)計算而得.
實驗方法通常有化學方法和物理方法.
化學方法是通過化學分析法測定反應達到平衡時各物質(zhì)的濃度.但必須防止因測定過程中加入化學試劑而干擾了化學平衡.因此,在進行化學分析之前必須使化學平衡“凍結(jié)”在原來平衡的狀態(tài).通常采用的方法是采取驟冷、稀釋或加入阻化劑使反應停止,然后進行分析.例如,要測定反應2H2+O2（可逆號）2H2O在2 000 ℃達到平衡時的平衡常數(shù),可以將一定量的水置于耐高溫的合金管中加熱,在2 000 ℃時保持一段時間,使之達到化學平衡.然后,將管子驟然冷卻,再分析其中H2O、H2、O2的含量,便可計算出在2 000 ℃時這個反應的平衡常數(shù).
物理方法就是利用物質(zhì)的物理性質(zhì)的變化測定達到平衡時各物質(zhì)濃度的變化,如通過測定體系的折光率、電導、顏色、壓強或容積的改變來測定物質(zhì)的濃度.物理方法的優(yōu)點是在測定時不會干擾或破壞體系的平衡狀態(tài).
（3）平衡常數(shù)的單位
平衡常數(shù)有標準平衡常數(shù)和非標準平衡常數(shù)之分,前者的量綱為一,后者的量綱取決于平衡常數(shù)的表達式.
根據(jù)標準熱力學函數(shù)算得的平衡常數(shù)是標準平衡常數(shù),記作K?,又稱之為熱力學平衡常數(shù)；用平衡時生成物對反應物的壓力商或濃度商表示的平衡常數(shù)是經(jīng)驗平衡常數(shù)（Kp或Kc）,或稱作非標準平衡常數(shù).中學教材中涉及的平衡常數(shù)是經(jīng)驗平衡常數(shù).
大家知道,一些重要的熱力學函數(shù),如U、H、F、G等的絕對值是無法確定的.為了計算它們的相對大小,需要統(tǒng)一規(guī)定一個狀態(tài)作為比較的標準,這樣才不致引起混亂.所謂標準狀態(tài)是指在溫度T和標準壓力 (101 325 Pa)下物質(zhì)的特定狀態(tài),簡稱標準態(tài).熱力學數(shù)據(jù)表中的標準態(tài),國際上都已有明確規(guī)定.
對于反應物計量系數(shù)之和等于生成物計量系數(shù)之和的反應,其經(jīng)驗平衡常數(shù)是無量綱的純數(shù),與壓力、濃度所用的單位無關,而且也等于標準平衡常數(shù)之值.
對于反應物計量系數(shù)之和不等于生成物計量系數(shù)之和的反應,則其經(jīng)驗平衡常數(shù)是有量綱的量,其數(shù)值就與壓力、濃度所用的單位有關.也只有當壓力、濃度的單位與熱力學數(shù)據(jù)表中對應標準態(tài)的單位相同時,所計算的經(jīng)驗平衡常數(shù)數(shù)值才能與標準平衡常數(shù)數(shù)值相同.
催化劑對反應速率、化學平衡的影響
對于一個確定的可逆反應來說,由于反應前后催化劑的化學組成、質(zhì)量不變,因此,無論是否使用催化劑,反應的始、終態(tài)都是一樣的,則反應的標準吉布斯函數(shù)變化是相等的,催化劑對化學平衡無影響.
一個化學反應采用同一種催化劑,可以同等程度改變正、逆反應速率.
平均分子量
平均分子量和分子量分布平均分子量就是在某些計算題中會讓你求某幾個物質(zhì)的“平均分子量”,那樣的話就是要算平均值,就是幾個加起來再除一下.
如果問的是“平均相對分子量和相對分子量之間的區(qū)別”,那我就回答這個問題好了.
要弄清這個問題,只要弄清“平均相對原子量和相對原子量之間的區(qū)別”就可以了.所謂原子量,是對元素而言,同一種元素可能有幾種不同的核素,比如Cl就有35和37兩種,這里的35和37就是對單個的原子來說的相對原子質(zhì)量,而我們一般在計算或使用的時候不可能總把核素之間的區(qū)別考慮進去 ,所以我們要算出一個自然界的Cl的平均相對原子量,計算方法就是35乘以Cl35在自然界所占的百分含量（叫豐度）再加上37乘以Cl37的豐度,得到的就是我們平時用的35.5的這個值,本來我們應該把這個值叫做Cl元素的平均相對原子質(zhì)量的,但是我們在使用中一般不計較這些,所以會直接吧35.5叫做Cl的相對原子質(zhì)量.
弄懂這個問題后我們就知道了平均和無平均的差別了,當我們說平均的時候,其實是要相對沒有平均以前的物質(zhì)來說的,當我們不說平均的時候,其實是種模糊的說法.
所以要計算某個分子的平均相對分子質(zhì)量,我們只要用周期表查出這個物質(zhì)種每個原子的原子量相加就可以了,要計算相對分子質(zhì)量,當題目沒有特別給出該分子種原子的原子量的時候我們就可以用計算平均相對分子量的方法算,當它說明了該分子的某個元素是多少原子量的時候我們就要用這個數(shù)字算,當然這個時候的答案一般和平均相對分子量不一樣的.
另外有個近似平均相對分子質(zhì)量的稱法,它的算法比較簡單,就是用自然界里某種元素最多的那種核素來代替該種元素的平均原子量,再計算出該分子的分子量.估計這三個概念比較容易混淆.
若告訴你平衡時,氣體的平均分子量是多少,如果在知道其他的成分,那么就可以通過它們原來的分子量和給出的平均分子量的值計算出氣體的成分