4.3.2化学平衡和标准平衡常数
可逆反应与化学平衡
可逆反应：反应过程是可逆过程的化学反应
可逆反应
明显的可逆反应在反应物与生成物之间通常用双向箭头表示。如果强调可逆程度不同，双向箭头的长短可能还会不同，如果：双向箭头中向左的较长，向右的较短，意思就是此可逆反应的向右进行的较弱，向左进行的较强。
对于一个反应：
热力学决定了前进的方向，动力学决定了前进的速度，而化学平衡决定了前进的程度
可逆反应的速率变化
化学平衡的特征
微观上：正逆反应的速率相等
宏观上：系统各个物质的量不再发生变化
1）平衡态时，ΔG=0，反应向左或者向右的反应趋势都是0，所以吉布斯函数变是0。
2）化学平衡是一种动态平衡，υ正=υ逆，平静的表面下也是化学反应的波涛汹涌。
3）平衡态时，平衡体系的性质不随时间而改变
4）化学平衡是在一定条件下的平衡。一旦条件改变，平衡也随之被打破
5）平衡态的意义：反应进行的最大程度
4.3.2.1标准平衡常数
平衡常数是衡量平衡状态的一种数量标志，可以用来计算平衡系统中各组分的关系以及反应物的转化率
化学平衡的定义公式
从定义公式可以看出，标准平衡常数是一个无量纲的物理量，并且标准平衡常数没有负数，可以无限接近于零。
标准平衡常数和反应商的关系
前面在讲到非标准状态下的吉布斯函数变时，我们曾经讲到过反应商的概念，现在我们看下反应商的定义公式。二者公式的内容基本一致，只是标准平衡常数是在平衡状态下的浓度计算出来的，而反应商是所有状态下都能使用的。
标准平衡常数与反应商
标准平衡常数的特征：
1）不同反应的标准平衡常数的数值不同
2）标准平衡常数越大，代表正反应进行得越彻底（标准平衡常数的意义）
3）标准平衡常数只随温度改变而改变，与物质浓度或者分压力无关
4.3.2.2标准平衡常数的书写
1）反应式中纯固态/纯液态物质，其浓度在标准平衡常数中不必列出
如果是水相反应中，水参与了反应，通常要考虑到水的浓度要考虑进去
2）标准平衡常数表达式与化学方程式的书写形式相对应
标准平衡常数要指定化学反应方程式
3）在相同温度下，一个平衡可由几个平衡反应相加（减）得到，则其标准平衡常数等于这个平衡反应的乘积（商）
K3=K1×K2
如果：化学方程式3是由于化学方程式1和化学方程式2相加得到的，那么化学方程式3的标准平衡常数可以由化学方程式1的标准平衡常数与化学方程式2标准平衡常数的相乘得到。
如果：化学方程式3是由于化学方程式1和化学方程式2相减得到，那么化学方程式3的标准平衡常数可以由化学方程式1的标准平衡常数与化学方程式2标准平衡常数的相除得到。
标准平衡常数的常用大写英文字母K表示，这和上一节的速率常数k（这个是小写）不同。
4.3.2.3标准平衡常数的计算
根据化学平衡的表达式，若已知反应体系中各物质的平衡浓度或者分压力，就可以求得该反应在某一温度下的标准平衡常数。或者根据其标准平衡常数，计算某个物质的平衡浓度或分压力。
平衡转化率：反应达到平衡时，反应物生成产物的百分率，也叫做最大转化率，用α表示
分母是反应物总浓度，不是平衡时的反应物浓度
在气体标准平衡常数的计算中，可以使用克拉白龙方程和道尔顿分压原理
1）标准状态下
道尔顿分压原理与理性气体状态方程的并用
这里涉及到工程化学的一般解题步骤：
首先，写出化学反应方程式，并且写出反应物与生成物的起始量（或者叫初始量），可以是物质的量，也可以是质量或者浓度等；其次，写出这个变化中，各个物质的变化量，增加或者减少了多少，如果增加了就写成正值，减少了就写成负值。第三，写出达到一定阶段（比如达到平衡）后，反应中各个物质的现存量，找出其中的等式关系。剩下的就是计算了。
在刚入门时，尽量把这三步中每一步都写清楚（写清楚可以减少错误率）。当熟练后，可以把第一步或者第二步省略了。
2）与吉布斯函数变的关系(范特霍夫方程）
把热力学两个最重要的物理量联系在了一起
范特霍夫方程中，要注意最后用常用对数与自然对数之间的区分。
举例：
加氧氧化，其标准平衡常数很大，表明进行的很彻底
脱氢氧化，其标准平衡常数很小，表明进行基本上不进行
计算过程中，用盖斯定律计算出标准摩尔吉布斯函数变，再根据范特霍夫方程式，计算出标准平衡常数。
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