平衡常數

對某一可逆反應，在一定溫度下，無論反應物的起始濃度如何，反應達到平衡狀態后，反應物與生成物濃度係數次方的比是一個常數，稱為化學平衡常數，用K表示。

對於下列反應： ，

則有： ，

其中c為各組分的平衡濃度。

（1）K只與溫度有關，所以使用時應註明溫度；

（2）K值表達式中，固體、液態水不寫；

（3）平衡常數的表達式與方程式的書寫方式有關；

（4）平衡常數表示反應進行的程度，不表示反應的快慢，即速率大，K值不一定大；

（5）利用K值可判斷某狀態是否處於平衡狀態：未平衡時， 。若K'=K，反應處於平衡，；若K'K，反應向逆方向進行， 。

平衡常數是平衡進行程度的標誌。一般認為K>10反應較完全，K<10反應較完全。平衡常數的數值大小可以判斷反應進行的程度，估計反應的可能性。因為平衡狀態是反應進行的最大限度。

平衡常數數值的大小，只能大致告訴我們一個可逆反應的正向反應所進行的最大程度，並不能預示反應達到平衡所需要的時間。另外，對於平衡常數數值極小的反應，說明正反應在該條件下不可能進行。

（1）看能否得出v正=v逆的結論：①同一種物質：該物質的生成速率等於它的消耗速率；②不同種物質：一物質的正反應速率與另一物質的逆反應速率之比等於方程式中的計量數之比；③鍵的角度分析：單位時間某物質斷裂與形成的化學鍵的物質的量相等。

（2）看能否得出反應混合物中各組成成分的含量保持不變的結論：①各組成成分的含量（濃度、物質的量、體積分數等）保持不變；② 容器體積一定時，有色氣體的顏色不再變化，如、、等。

（3）看能否通過P總、n總、ρ、M的變化情況得出結論：若反應往正方向或逆方向進行時P總、n總、ρ、M會發生改變的，則不變時說明達到平衡；若始終不變的，則不能判斷。

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，體系內所有反應物和生成物的濃度保持不變，所以生成物濃度冪（以其化學計量數為冪）之積與反應物濃度冪之積的比值就是一個常數，叫做該反應的化學平衡常數，簡稱平衡常數，用符號K表示。

（1）由於固體或純液體的濃度是一常數，如果有固體或純液體參加或生成，則表達式中不能出現固體或純液體；稀溶液中進行的反應，如有水參加反應，由於水的濃度是常數而不必出現於在表達式中；非水溶液中進行的反應，若有水參加或生成，則應出現於在表達式中。

（2）表達式與化學計量數一一對應，方程式中化學計量數不同，表達式就不同；可逆反應中，正反應的表達式與逆反應的表達式互為倒數。

K值的大小，表示在該溫度下達到平衡時，反應進行的程度（反應的限度），K值越大，表明反應進行的程度越大；反之則越小。

可逆化學反應達到平衡時，每個產物濃度係數次冪的連乘積與每個反應物濃度係數次冪的連乘積成正比，這個比值叫做平衡常數。反應進行得越完全，平衡常數就越大。當一個可逆反應到達平衡時，生成物濃度之冪或分壓力的乘積與反應物濃度的冪（冪指數為對應物質的化學計量數）或分壓力的乘積之間的比值。用濃度計算的平衡常數以表示。用分壓力計算的平衡常數以表示。

例如氨的合成：。在壓力（或各物質的濃度）不大時，平衡常數在溫度一定的情況下保持不變。從平衡常數的大小，可確定在該溫度下可逆反應中的正反應可能達到的程度。平衡常數不僅在分析化學和物理化學中有重要的理論意義，而且在化學工藝中一項重要的數據，可用以通過計算來確定生產條件。

（1）平衡常數是化學反應的特性常數。它不隨物質的初始濃度（或分壓）而改變，僅取決於反應的本性。一定的反應，只要溫度一定，平衡常數就是定值，其他任何條件改變都不會影響它的值。平衡常數K只受溫度影響，既與任何一種反應物或生成物的濃度變化無關，也與壓強的改變無關；由於催化劑同等程度地改變正逆反應速率，故平衡常數不受催化劑影響。

（2）平衡常數數值的大小是反應進行程度的標誌。它能很好地表示出反應進行的完全程度。一個反應的K值越大，說明平衡時生成物的濃度越大，反應物剩餘濃度越小，反應物的轉化率也越大，也就是正反應的趨勢越強。反之亦然。何可逆反應，當溫度保持不變，改變影響化學平衡的其它條件時，即使平衡發生移動，K值不變。

（3）其它條件不變時，若正反應是吸熱反應，由於升高（或降低）溫度時平衡向正（或逆）反應方向移動，K增大（或減小）；若正反應是放熱反應，由於升高（或降低）溫度時平衡向逆（或正）反應方向移動，K減小（或增加）；所以溫度升高時平衡常數可能增大，也可能減小，但不會不變。