lnKp=lnKc+RTlnQ
关于标准平衡常数 $K^\theta$ 与表观平衡常数 $K_p$ 之间的转换,综合相关资料整理如下:
一、基本转换公式
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自然对数转换公式
$$\ln K_p = \ln K_c + RT \ln Q$$其中:
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$K_p$ 为表观平衡常数(分压式)
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$K_c$ 为标准平衡常数(摩尔浓度式)
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$R$ 为气体常数(8.314 J/(mol·K))
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$T$ 为绝对温度(K)
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$Q$ 为反应商
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指数形式表达
$$K_p = K_c \cdot e^{RT \ln Q}$$当反应达到平衡时,$Q=1$,此时 $K_p = K_c$
二、注意事项
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平衡常数的定义
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$K_p$ 基于分压,适用于气体反应;
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$K_c$ 基于摩尔浓度,适用于所有状态的反应
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转换时需确保浓度或分压使用标准态(如纯物质分压为1 atm)
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温度的影响
- 转换公式中的 $RT \ln Q$ 反映温度对平衡常数的影响,符合阿伦尼乌斯方程
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经验常数与标准常数
- 通过 $K = \frac{RT}{\ln K^\theta}$ 可由实验测定的经验常数 $K$ 换算为标准常数 $K^\theta$,但此公式仅适用于纯物质,不适用于复杂反应
三、示例应用
假设有反应:
$$aA + bB \leftrightarrow cC + dD$$
其标准平衡常数 $K_c$ 与表观平衡常数 $K_p$ 的转换过程为:
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计算 $Q = \frac{[C]^c^d}{[A]^a[B]^b}$
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代入转换公式:
$$\ln K_p = \ln K_c + RT \ln \left( \frac{[C]^c^d}{[A]^a[B]^b} \right)$$ -
解出 $K_p$:
$$K_p = K_c \cdot \left( \frac{P_C^c P_D^d}{P_A^a P_B^b} \right)^{\frac{RT}{\ln K_c}}$$其中 $P_i$ 为各物质的分压
通过以上公式和注意事项,可在已知 $K_c$ 或 $K_p$ 的情况下进行相互转换,并结合温度因素分析平衡常数的变化规律。