閔云澤

摘要：闡述化學平衡常數(shù)隨計算方法的不同而影響因素也不同，說明平衡常數(shù)不單單與溫度有關(guān)系，從而解決了中學化學教師在平衡常數(shù)教學中的一大困惑.

關(guān)鍵詞：化學平衡常數(shù)；溫度；量綱

在中學化學平衡常數(shù)的教學中，很多教師遇到了這樣的困擾.

例1 某溫度下，在1 L密閉容器中發(fā)生可逆反應N2 （g）+ 3H2 （g）2NH3（g），開始時，充入1 mol N2和3 mol H2，此條件下，N2的轉(zhuǎn)化率為30%，反應到達平衡狀態(tài).

（1） 求反應的平衡常數(shù).

（2） 保持溫度不變，若將平衡時反應混合物的體積縮小1倍或者擴大一倍，平衡將如何移動？平衡常數(shù)為多少？

解析：（1）平衡常數(shù)K=0.056 L2/mol2； （2）氣體體積縮小1倍時，各組分的濃度均增大1倍，此時Qc 經(jīng)過簡單的思考，就會提出疑問：這里的平衡常數(shù)真的就等于0.056 L2/mol2，真的就只是與溫度有關(guān)么？

既然當氣體體積縮小1倍時，化學平衡向正反應方向發(fā)生了移動，由此可知，在新的條件下，N2的轉(zhuǎn)化率提高了，平衡常數(shù)K值必然增大；反之則K值減小.而題目解析中說的由于體系的溫度保持不變，平衡常數(shù)不發(fā)生變化.到底哪個是正確的呢.

筆者查閱眾多資料方才明白.

平衡常數(shù)有標準平衡常數(shù)和非標準平衡常數(shù)之分.標準平衡常數(shù)是根據(jù)標準熱力學函數(shù)算得的平衡常數(shù)，記作K，又稱之為熱力學平衡常數(shù)；非標準平衡常數(shù)是用平衡時生成物對反應物的壓力商或濃度商表示的平衡常數(shù)（Kp或Kc），也稱作是經(jīng)驗平衡常數(shù).中學教材中涉及的平衡常數(shù)是經(jīng)驗平衡常數(shù).對于反應物計量系數(shù)之和等于生成物計量系數(shù)之和的反應，其經(jīng)驗平衡常數(shù)是無量綱的純數(shù)，與壓力、濃度所用的單位無關(guān)，而且也等于標準平衡常數(shù)之值.筆者認為：在中學化學教材中涉及的例子無一例外地討論計量數(shù)相等的問題，就是基于這一點.

而對于反應物計量系數(shù)之和不等于生成物計量系數(shù)之和的反應，則其經(jīng)驗平衡常數(shù)是有量綱的量，其數(shù)值就與壓力、濃度所用的單位有關(guān)，其計算值也隨著壓力、濃度等的不同而受到影響.因此例題中后來的平衡常數(shù)K若按新平衡時各物質(zhì)的濃度進行計算，則肯定不為0.056 L2/mol2.

那么，怎樣才能使經(jīng)驗平衡常數(shù)與標準平衡常數(shù)相等呢？我們知道，大多數(shù)熱力學函數(shù)（如U、H、F、G等）的絕對值是無法確定的.為了計算它們的相對大小，需要統(tǒng)一規(guī)定一個狀態(tài)作為比較的標準，這樣才不致引起混亂.所謂標準狀態(tài)是指在溫度T和標準壓力 （101325 Pa）下物質(zhì)的特定狀態(tài)，簡稱標準態(tài).熱力學數(shù)據(jù)表中的標準態(tài)，國際上都已有明確規(guī)定.因此，只有當壓力、濃度的單位與熱力學數(shù)據(jù)表中對應標準態(tài)的單位相同時，所計算的經(jīng)驗平衡常數(shù)數(shù)值才能與標準平衡常數(shù)數(shù)值相同.

標準平衡常數(shù)和非標準平衡常數(shù)由于計算方法的不同，導致各自有不同的量綱.中學階段所涉及的平衡常數(shù)通常為非標準平衡常數(shù)，因此山東科學技術(shù)出版社出版的《化學反應原理》中，只要涉及到平衡常數(shù)的計算，統(tǒng)統(tǒng)都帶著單位進行，這是很可取的.

參考文獻：

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[3] 王磊，王明召，高盤良.化學反應原理（選修）[M].第三版，濟南：山東科學技術(shù)出版社，2009：40-46.