無(wú)機(jī)化學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算及形式

潘衛(wèi)軍　傅小明

摘要：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)貫穿于工科大一化學(xué)教材中的所有化學(xué)平衡，可用于討論單相或多相平衡體系，也可以和標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)相聯(lián)系，是無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)。文章總結(jié)了無(wú)機(jī)化學(xué)教材中標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的各種計(jì)算方法、計(jì)算公式，對(duì)公式的使用進(jìn)行了解釋說(shuō)明，并詳細(xì)介紹了無(wú)機(jī)化學(xué)教材中常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的形式，有助于學(xué)生更好地理解和掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；工科；無(wú)機(jī)化學(xué)；計(jì)算；形式

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2015）33-0182-02

任何可逆反應(yīng)，不管反應(yīng)的始態(tài)如何，在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，各生成物平衡濃度的冪的乘積與反應(yīng)物平衡濃度的冪的乘積之比為一常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)。化學(xué)平衡常數(shù)分為實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，其中實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)又稱經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)，其數(shù)值和量綱隨所用濃度、壓力單位不同而不同，其量綱一般不為1，使用非常不方便，國(guó)際上現(xiàn)已統(tǒng)一改用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)也稱熱力學(xué)平衡常數(shù)，與實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)表達(dá)式相比，不同之處在于每種溶質(zhì)的平衡濃度項(xiàng)應(yīng)除以標(biāo)準(zhǔn)濃度，每種氣體物質(zhì)的平衡分壓均應(yīng)除以標(biāo)準(zhǔn)壓力，所以標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的量綱為1。我們?cè)诠た拼笠粺o(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中，詳細(xì)講解標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)只作簡(jiǎn)單介紹。

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)知識(shí)點(diǎn)是工科大一無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)：一方面標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計(jì)算有多種方法，涉及的公式比較多；另一方面標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表現(xiàn)形式有很多種。為了更好地幫助學(xué)生理解和掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，我們?cè)诮虒W(xué)中進(jìn)行了歸納總結(jié)。

一、利用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義式計(jì)算[1]

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)中，一定是生成物相對(duì)濃度（或相對(duì)分壓）相應(yīng)冪的乘積作分子；反應(yīng)物相對(duì)濃度（或相對(duì)分壓）相應(yīng)冪的乘積作分母。其中的冪為該物質(zhì)化學(xué)計(jì)量方程式中的計(jì)量系數(shù)。純液體、純固態(tài)物質(zhì)不出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式中，視為常數(shù)。

二、利用多重平衡規(guī)則計(jì)算

如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式是若干相關(guān)化學(xué)反應(yīng)式的代數(shù)和，在相同的溫度下，這個(gè)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等于各相關(guān)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)之積（或商）。這個(gè)規(guī)則叫多重平衡規(guī)則。利用多重平衡規(guī)則，可以從一些已知反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)求算未知反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，而無(wú)需通過(guò)實(shí)驗(yàn)。例如：

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐證明：我們對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)教材中標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的各種計(jì)算方法、計(jì)算公式及其常見(jiàn)的形式進(jìn)行總結(jié)，有助于學(xué)生更好地理解和掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室編.無(wú)機(jī)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編.物理化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2001.