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,是無機化學(xué)教學(xué)的難點。文章總結(jié)了無機化學(xué)教材中標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的各種計算方法、計算公式,對公式的使用進(jìn)行了解釋說明,并詳細(xì)介紹了無機化學(xué)教材中常見的標(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;無機化學(xué);計算;形式
中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號: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,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)?;瘜W(xué)平衡常數(shù)分為實驗平衡常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),其中實驗平衡常數(shù)又稱經(jīng)驗平衡常數(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),與實驗平衡常數(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。我們在工科大一無機化學(xué)教學(xué)中,詳細(xì)講解標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),實驗平衡常數(shù)只作簡單介紹。
標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)知識點是工科大一無機化學(xué)教學(xué)的難點:一方面標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計算有多種方法,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),我們在教學(xué)中進(jìn)行了歸納總結(jié)。
一、利用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義式計算[1]
標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)中,一定是生成物相對濃度(或相對分壓)相應(yīng)冪的乘積作分子;反應(yīng)物相對濃度(或相對分壓)相應(yīng)冪的乘積作分母。其中的冪為該物質(zhì)化學(xué)計量方程式中的計量系數(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)則計算
如果一個化學(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),而無需通過實驗。例如:
經(jīng)過多年的教學(xué)實踐證明:我們對無機化學(xué)教材中標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的各種計算方法、計算公式及其常見的形式進(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)無機化學(xué)教研室編.無機化學(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.