第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡概述
化学平衡状态的核心特点在于各物质的浓度保持恒定。那么，在一定的温度下，反应物的浓度与生成物的浓度之间是否存在某种关联呢？
以下面的反应为例进行说明：
在457.6℃的温度条件下，该反应体系中各物质的浓度如表所示。
由表中的数据我们不难发现，当系统达到457.6℃的平衡状态时，某些特定的比值是恒定的。
具体来说，对于一定的温度下的可逆反应达到平衡状态时，体系内生成物浓度的计量系数次幂的乘积与反应物浓度的计量系数次幂的乘积的比值是一个常数。这个常数我们称之为反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
K的值并不受各反应体系中各物质的起始浓度和反应途径的影响。
一、化学平衡常数的表达式
对于一般的可逆反应，任意时刻存在一个浓度商（用Q表示）。
当反应达到平衡状态时，其化学平衡常数的表达式为：
值得注意的是：
- 浓度商的表达式中涉及的浓度是任意时刻的浓度，而平衡常数表达式中的浓度则是平衡时的浓度。
- 在计算浓度商和平衡常数时，通常只考虑溶液或气体物质的浓度，而固体或纯液体通常不列入计算之中。
例1：请写出下列各反应的平衡常数表达式。
二、影响化学平衡常数的因素
对于同一化学反应，其平衡常数仅与温度有关，与浓度、压强以及反应途径等因素无关。
对于放热反应（ΔH < 0），当温度升高时，K值会减小；而当温度降低时，K值则会增大。相反，对于吸热反应（ΔH > 0），温度升高会使得K值增大，而温度降低则会使K值减小。
化学平衡常数是一个数学表达式，它与化学方程式的书写和化学方程式的加减有着密切关系。
例如，可逆反应的正反应和逆反应的平衡常数互为倒数。
三、化学平衡常数的应用
(一) 判断反应进行的程度
K值越大，代表正反应进行的程度越大，即反应越接近完全，反应物的转化率也越大。相反，K值越小则表示反应进行得越不完全。
通常情况下，当K>某个特定值时，我们可以认为该反应基本上已经完全进行了。
(二) 判断吸热与放热反应
通过观察K值随温度的变化趋势，我们可以判断出正反应是吸热还是放热。具体来说，如果升温导致K值增大，则正反应为吸热反应；反之则为放热反应。
(三) 预测反应方向
通过比较Q（浓度商）与K（平衡常数）的大小关系，我们可以预测反应的方向。具体来说，当Q<K时，反应将向正反应方向进行；当Q>K时，则反应将向逆反应方向进行；而当Q=K时，则表示反应处于平衡状态。
例2：（略去具体内容）
四、化学平衡的计算
已知各物质的浓度时，我们可以利用“三段式”的关系结合化学平衡常数来计算；反之，已知平衡常数也可以计算物质的浓度。我们还可以利用平衡常数来计算某物质的平衡转化率。