[C]ᵦᵦ/[A]ᵧ[B]ᵧ
标准平衡常数($K^\circ$)是描述可逆反应在标准状态下达到平衡时,产物浓度幂次乘积与反应物浓度幂次乘积的比值。其核心公式及要点如下:
一、基本公式
$$ K^\circ = \frac{[C]_c _d}{[A]_a [B]_b} $$
- 符号说明 :$[C]_c$、$_d$ 分别为产物C、D的平衡浓度(mol/L);$[A]_a$、$[B]_b$ 分别为反应物A、B的平衡浓度。
二、关键条件
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浓度基准 :各物质需以标准态(如1 mol/L)为参考态,此时$K^\circ$即为标准平衡常数。
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温度依赖性 :平衡常数仅与温度有关,与反应物或产物的浓度无关。
三、补充说明
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反应热与平衡常数的关系 :通过标准摩尔生成自由能变$\Delta G^\circ_m$可计算$K^\circ$,公式为: $$ \Delta G^\circ_m = \sum fG^\circ_m(\text{产物}) - \sum fG^\circ_m(\text{反应物}) $$
其中$f$为化学计量数。
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温度转换公式 :若已知常温下$K^\circ_1$,可计算另一温度$T_2$下的$K^\circ_2$: $$ \ln K^\circ_2 = \frac{H^\circ}{R} \left( \frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} \right) $$
其中$H^\circ$为标准摩尔反应焓变,$R$为气体常数。
四、示例
对于反应: $$ aA + bB \leftrightarrow cC + dD $$
若已知各物质在标准状态下的平衡浓度,直接套用公式计算$K^\circ$。例如: $$ K^\circ = \frac{[C]_c^c _d^d}{[A]_a^a [B]_b^b} $$
若温度变化,需通过上述转换公式调整$K^\circ$值。
以上公式及说明综合了不同文献的表述,实际应用中需注意物质状态对标准态的界定。