平衡常数

衡量化学反应进行程度

在特定条件下（如温度、压力、溶剂性质、离子强度等），可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度（方程式系数幂次方）乘积比或反应产物与反应底物的浓度（方程式系数幂次方）乘积比。用符号“K”表示。从热力学理论上来说，所有的反应都存在逆反应，也就是说所有的反应都存在着热力学平衡，都有平衡常数。平衡常数越大，反应越彻底。

介绍

对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，生成物与反应物浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用K表示。

表示

对于下列反应：，则有：，其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。

注意事项

（1）K只与温度有关，所以使用时应注明温度；

（2）K值表达式中，固体、液态水不写；

（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；

（4）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大；

（5）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态：未平衡时，。若K'=K，反应处于平衡，v正=v逆；若K'v逆；若K'>K，反应向逆方向进行，v正

关系

平衡常数是平衡进行程度的标志。一般认为K>105反应较完全，10-5

平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。另外，对于平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行。

标志

（1）看能否得出v正=v逆的结论：①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率；②不同种物质：一物质的正反应速率与另一物质的逆反应速率之比等于方程式中的计量数之比；③键的角度分析:单位时间某物质断裂与形成的化学键的物质的量相等。

（2）看能否得出反应混合物中各组成成分的含量保持不变的结论：①各组成成分的含量（浓度、物质的量、体积分数等）保持不变；② 容器体积一定时，有色气体的颜色不再变化，如I2、Br2、NO2等。

（3）看能否通过P总、n总、ρ、M的变化情况得出结论：若反应往正方向或逆方向进行时P总、n总、ρ、M会发生改变的，则不变时说明达到平衡；若始终不变的，则不能判断。

书写

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，体系内所有反应物和生成物的浓度保持不变，所以生成物浓度幂（以其化学计量数为幂）之积与反应物浓度幂之积的比值就是一个常数，叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。

（1）由于固体或纯液体的浓度是一常数，如果有固体或纯液体参加或生成，则表达式中不能出现固体或纯液体；稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数而不必出现于在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现于在表达式中。

（2）表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的表达式与逆反应的表达式互为倒数。

意义

K值的大小，表示在该温度下达到平衡时，反应进行的程度（反应的限度），K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小。

可逆化学反应达到平衡时，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积成正比，这个比值叫做平衡常数。反应进行得越完全，平衡常数就越大。当一个可逆反应到达平衡时，生成物浓度之幂或分压力的乘积与反应物浓度的幂（幂指数为对应物质的化学计量数）或分压力的乘积之间的比值。用浓度计算的平衡常数以KC表示。用分压力计算的平衡常数以KP表示。

例如氨的合成：N2+3H2=2NH3。在压力（或各物质的浓度）不大时，平衡常数在温度一定的情况下保持不变。从平衡常数的大小，可确定在该温度下可逆反应中的正反应可能达到的程度。平衡常数不仅在分析化学和物理化学中有重要的理论意义，而且在化学工艺中一项重要的数据，可用以通过计算来确定生产条件。

影响因素

（1）平衡常数是化学反应的特性常数。它不随物质的初始浓度（或分压）而改变，仅取决于反应的本性。一定的反应，只要温度一定，平衡常数就是定值，其他任何条件改变都不会影响它的值。平衡常数K只受温度影响，既与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关，也与压强的改变无关；由于催化剂同等程度地改变正逆反应速率，故平衡常数不受催化剂影响。

（2）平衡常数数值的大小是反应进行程度的标志。它能很好地表示出反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物剩余浓度越小，反应物的转化率也越大，也就是正反应的趋势越强。反之亦然。何可逆反应，当温度保持不变，改变影响化学平衡的其它条件时，即使平衡发生移动，K值不变。

（3）其它条件不变时，若正反应是吸热反应，由于升高（或降低）温度时平衡向正（或逆）反应方向移动，K增大（或减小）；若正反应是放热反应，由于升高（或降低）温度时平衡向逆（或正）反应方向移动，K减小（或增加）；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。

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