标准平衡常数中的符号 R 代表 摩尔气体常数 (Gas Constant),其数值为 8.31446 J/(mol·K) 。以下是相关说明:
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物理意义
摩尔气体常数是连接宏观物理量(如热量、物质的量、温度)与微观状态(如分子数、气体体积)的桥梁,广泛应用于化学平衡、热力学计算及气体定律中。
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在标准平衡常数中的角色
标准平衡常数表达式(如气体反应的 Kₚ )中, R 用于将反应的热力学变化(如ΔG)与反应物和生成物的分压或浓度联系起来。例如,气体反应的标准平衡常数表达式为: $$K_p = \frac{P_c^c \cdot P_c^d}{P_c^a \cdot P_c^b}$$
其中,$P_c$ 表示各组分的平衡分压,$a$、$b$、$c$、$d$ 分别为各物质在反应式中的化学计量数,而 R 在推导过程中用于单位统一和能量转换。
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应用示例
以合成氨反应为例: $$N_2(g) + 3H_2(g) \leftrightarrow 2NH_3(g)$$
其标准平衡常数表达式为: $$K_p = \frac{P_{NH_3}^2}{P_{N_2} \cdot P_{H_2}^3} = \frac{(RT)^2}{(8.314 \cdot 273)^2}$$
通过该表达式可计算不同温度下平衡常数的变化。
R 在标准平衡常数中是摩尔气体常数,用于量化气体反应的热力学行为。