关于化学平衡中的压强平衡常数($K_p$),其核心内容如下:
一、定义与表达式
对于可逆反应: $$aA + bB \leftrightarrow cC + dD$$
压强平衡常数$K_p$定义为: $$K_p = \frac{(P_C)^c (P_D)^d}{(P_A)^a (P_B)^b}$$
其中:
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$P_A, P_B, P_C, P_D$ 分别为反应物A、B和生成物C、D的分压;
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$a, b, c, d$ 为各物质在化学方程式中的化学计量数。
二、关键特性
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温度依赖性
$K_p$仅与温度有关,与反应物和生成物的初始浓度或分压无关。
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等效平衡的判断依据
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恒温恒容 :若两个平衡体系压强相同,则为等效平衡;
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恒温恒压 :若两个平衡体系体积相同,则为等效平衡。
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三、应用示例
以反应$4NO_2 \leftrightarrow 2N_2 + O_2$为例,设初始分压分别为$P_{NO_2}, P_{N_2}, P_{O_2}$,平衡时$NO_2$转化率为$\alpha$,则平衡分压为$P_{NO_2}(1-\alpha), P_{N_2}(2\alpha), P_{O_2}(2\alpha)$,平衡常数$K_p$可计算为: $$K_p = \frac{(2\alpha)^2}{(1-\alpha)^4 \cdot 2^2} = \frac{4\alpha^2}{4(1-\alpha)^4} = \frac{\alpha^2}{(1-\alpha)^4}$$
四、相关公式补充
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理想气体状态方程 :$PV = nRT$,用于推导平衡常数表达式;
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平衡常数计算技巧 :直接代入平衡分压计算,例如通过测压法获取分压变化数据。
以上内容综合了化学平衡的基本原理与压强平衡常数的应用方法,适用于高中及以下阶段的化学学习。