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AP化学必考知识点解析 - Equilibrium

来源:原创作品 | 2019-11-2812

Chemicalequilibrium是AP化学的重点和难点,这部分的知识点较多,包括最基本的平衡常数,LeChâtelier’sprinciple和酸碱平衡,缓冲溶液,滴定平衡,溶解平衡的相关计算。本篇主要总结平衡体系...

Chemical equilibrium 是AP化学的重点和难点,这部分的知识点较多,包括最基本的平衡常数,LeChâtelier’s principle 和 酸碱平衡,缓冲溶液,滴定平衡,溶解平衡 的相关计算。

本篇主要总结平衡体系的一般特征,例如 equilibrium constant 和有关 Le Châtelier ’s principle 需要掌握的内容。


Chemical equilibrium 是当一个 reversible reaction 的两个相反方向反应的速率相等时所建立的一个动态平衡(dynamic equilibrium)体系。

反应系数Q(reaction quotient )和反应平衡常数K(equilibrium constant)是用于衡量平衡反应的重要参数,其定义如下:

对反应:

反应系数Q中的反应物和产物的浓度对应的是在反应进行到任意时刻的浓度;反应平衡常数K中的反应物和产物的浓度对应的是在反应达到平衡时的浓度。

对于气体参与的反应,平衡常数也可以用反应物和产物的分压表示:

掌握Kc与Kp之间的关系:

特别要注意:R的取值与气体分压的单位对应。

平衡常数的大小可以用于判断在平衡时,反应物和产物在体系中相对含量的多少。


从反应系数Q和平衡常数K的取值判断反应方向:


有关 LeChâtelier’s Principle 的应用主要体现在反应浓度、压力和温度的改变对反应方向的影响。

浓度:反应物浓度增加或产物浓度降低,反应向生成产物方向进行;反应物浓度降低或产物浓度增加,反应向形成反应物方向进行。

压力(只对有气体参加的反应重要):增加压力或减小体积,反应向气体摩尔总数较少的一方进行;减小压力或增加体积,反应向气体摩尔总数较多的一方进行。

温度:增高温度,反应向吸热(endothermic)方向进行;降低温度,反应向放热(exothermic)方向进行。


需要注意:浓度和压力的改变并不改变反应平衡常数的大小,但温度的改变会使平衡常数改变。温度升高会使吸热反应的平衡常数增大,使放热反应的平衡常数减小。

溶解平衡(solubility equilibrium)是难溶于水的固体盐与其溶于水后产生的 cation 和 anion 之间建立起的一种平衡体系。因为反应物是固体,浓度可以认为是常数,所以这种平衡的 equilibrium constant(用Ksp表示)中只写出产物。

Common ion effect 是 Le Châtelier’s Principle 在 solubility equilibrium 中的应用。当在 solubility equilibrium 体系中添加一种与其相同的 cation 或 anion 时,平衡会向生产沉淀的方向移动,是盐的 solubility 降低。

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