标准平衡常数($K^\circ$)的计算方法如下:
一、基本公式
对于可逆反应: $$ aA + bB \leftrightarrow cC + dD $$
其标准平衡常数表达式为: $$ K^\circ = \frac{[C]^c ^d}{[A]^a [B]^b} $$
其中,$[A]、[B]、[C]、$ 分别为平衡时各物质的浓度,$a、b、c、d$ 为各物质在化学方程式中的计量系数。
二、标准态条件
若反应物和产物均以标准态(如1 M、1 atm等)为参考态,则计算得到的平衡常数即为标准平衡常数。
三、其他计算方法
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基于标准摩尔生成自由能变($\Delta G^\circ$)
通过计算反应的标准自由能变: $$ \Delta G^\circ = \sum fG^\circ(\text{产物}) - \sum fG^\circ(\text{反应物}) $$
然后利用公式: $$ K^\circ = \exp\left(-\frac{\Delta G^\circ}{RT}\right) $$
其中 $R$ 为气体常数,$T$ 为温度(单位:K)。
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温度变化时的平衡常数转换
若已知某温度下的 $K^\circ$,需计算另一温度下的 $K$ 值,可使用公式: $$ \ln\left(\frac{K_1}{K_2}\right) = -\frac{\Delta H^\circ}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right) $$
其中 $\Delta H^\circ$ 为标准摩尔反应焓变。
四、注意事项
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所有浓度需使用标准状态;
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公式中的指数与化学方程式的计量系数一致;
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实际应用中需注意单位统一(如压强单位为 atm 时需符合理想气体状态方程)。
以上方法可根据具体条件选择使用,通常直接使用浓度表达式计算最为便捷。