化学平衡

Chemical Equilibrium

动态平衡从外表看没有变化，但正反应与逆反应仍以相同速率不断进行。平衡常数K大时产物占优，小时反应物占优，且K只取决于温度。比较反应商Q与K可判断方向：Q < K向正反应，Q > K向逆反应。在这一页，你可以改变K和Q，观察到达平衡的过程与反应方向。

什么是动态平衡?

💡 类比:扶梯上的人

①想象在上行扶梯上逆向走的人

②若下行速度等于扶梯上行速度?→ 原地!

③从外看似不动,实际一直在运动

④这就是'动态平衡' — 表面无变化,但正反逆反应持续进行

⑤水的蒸发与冷凝速率相等时即为动态平衡

到达平衡过程的可视化

平衡常数 K2

🔍 K值的含义

①K大 → 生成物浓度高(反应'近乎完成')

②K小 → 反应物浓度高(反应'几乎不进行')

③K = 1 → 反应物与生成物比例相近

④K仅依赖温度(浓度·压力变化不改变K)

平衡常数K与反应商Q

平衡常数(浓度)

K_c = [C]^c[D]^d[A]^a[B]^b

aA + bB ⇌ cC + dD 中生成物/反应物的浓度比

反应商 Q0.5

💡 由Q vs K预测反应方向

①Q = K → 平衡状态(无变化)

②Q < K → 生成物不足 → 正反应进行

③Q > K → 生成物过多 → 逆反应进行

④Q与K同式,但代入任一时刻的浓度

平衡常数的应用

纯固体·纯液体

K式中不计入纯固体与纯液体

例:CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) → K = [CO₂]

📐 使用ICE表

①I(Initial):设定初始浓度

②C(Change):用x表示变化量

③E(Equilibrium):I + C = 平衡浓度

④代入K式 → 解出x

⑤考试中最常见的解题模式!

例题演练

例题 1

H₂ + I₂ ⇌ 2HI 平衡时 [H₂] = 0.1、[I₂] = 0.1、[HI] = 0.8 M。平衡常数 K_c 是多少？

K_c = [生成物]^系数 / [反应物]^系数。

K_c = [HI]²[H₂][I₂]

代入平衡浓度。

K_c = 0.8²0.1 × 0.1 = 0.640.01 = 64

▸ K_c = 64

系数作为指数（[HI]²）。均为气体，故都计入 K。

例题 2

某反应平衡常数 K = 10，当前反应商 Q = 2。反应向哪个方向进行？

比较 Q 与 K。Q < K 表示生成物不足。

Q = 2 < K = 10

向生成更多生成物的方向进行。

Q < K ⇒ 正反应

▸ 正反应（生成物方向）

Q<K → 正反应，Q>K → 逆反应，Q=K → 平衡。朝使 Q 接近 K 的方向进行。

总结

平衡常数

K_c = [生成物]^系数[反应物]^系数

仅依赖温度,浓度·压力变化不影响K

高考类型变式

A ⇌ 2B 平衡时 [A] = 0.5 M、[B] = 1.0 M。平衡常数 K_c 是多少？

①1

②2

③0.5

④4

⑤0.25

▸ ② 2

K_c = [B]² / [A]（B 的系数 2 为指数）。

K_c = [B]²[A]

代入平衡浓度。

K_c = 1.0²0.5 = 2

🎯 考试重点

①平衡:正反应速率 = 逆反应速率(表面无变化)

②K > 1:生成物占优、K < 1:反应物占优

③Q < K → 正反应、Q > K → 逆反应、Q = K → 平衡

④K式中不计纯固体·液体

⑤用ICE表求平衡浓度 → 高频考点!