從平衡組成計算 Kc
平衡常數計算機會將平衡濃度與來自已平衡反應式的化學計量係數結合。請為每個物種輸入一列資料,包含名稱、反應側、係數、相態以及單位為 mol/L 的平衡濃度。本頁面會建立濃度商,將產物項置於分子、反應物項置於分母,並顯示最終 Kc 值背後的對數貢獻。
請使用在系統達到相同平衡狀態後所測得或提供的數值。初始濃度屬於 ICE 表計算的一部分,除非剛好等於平衡濃度,否則不應直接代入此最終式。計算機不會解出未知的平衡組成、不會平衡反應式,也無法從化學式推斷係數;這些資訊必須在計算 Kc 之前由題目本身提供。
根據係數與相態建立 Kc 表達式
對於 aA + bB ⇌ cC + dD,課堂濃度表示式為 Kc = [C]^c[D]^d ÷ ([A]^a[B]^b)。每個化學計量係數會變成指數。該頁面將生成物項的對數相加,再減去反應物項的對數,然後只取一次指數。這在數值上比各自獨立形成非常大的或非常小的次方更為安全。
在此模型中,純固體與純液體的活性實際上為常數,只有在你明確將其相別標記為 s 或 l 時才會省略。水溶液與氣態項目則保留在濃度表示式中。每個納入的值都必須為正,因為零沒有有限的對數,且平衡常數並非透過除以零的反應物濃度求得。
依循一個平衡常數範例
對於 N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g),假設平衡濃度分別為 0.20、0.60 和 0.40 mol/L。表示式為 Kc = [NH3]^2 ÷ ([N2][H2]^3)。代入後得到 0.40^2 ÷ (0.20 × 0.60^3),在所述的濃度慣例下約為 3.7037。
若反應包含 CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g),則省略兩個純固體項,剩餘表示式僅使用二氧化碳活性或其課堂濃度近似值。不要僅因某溶質物種在某實驗中濃度近乎不變就將其省略;決定某項是否屬於表示式的是相別與標準狀態的推論,而非方便性。
解讀 Kc 而不過度解讀其大小
較大的 Kc 表示在所述溫度與標準狀態慣例下,生成物在平衡時較受青睞;而較小的值則有利於反應物。它並不說明到達平衡的快慢。反應可以有大的平衡常數,卻仍進行緩慢,因為動力學與活化能障回答的是不同的問題。任何有意義的平衡常數比較都必須伴隨溫度。
將平衡反應反轉後,新的平衡常數為 1/Kc。將每個平衡係數乘上一個因子,則新的常數為 Kc 的該因子次方。這些檢查有助於找出遺漏的指數。數值精度應依照濃度數據與模型,而非計算機所顯示的每一位數,特別是在濃度為近似值或活性與濃度不同的情況下。
活性限制、實驗意義與隱私
熱力學平衡常數是無因次的,因為活性是相對於標準狀態的比值。直接使用濃度的次方是常見的教學近似,對於濃電解質、遠離理想行為的氣體、混合溶劑或具有錯合物形成的體系可能不足。當需要精確度或重大決策時,請使用活性係數、逸度、溫度特定資料以及合適的平衡模型。
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