Kp計算機

依分壓計算氣相平衡常數,或精確換算Kp與Kc。

計算Kp或換算平衡常數
使用反應式的分壓乘積,或依溫度與氣體莫耳數變化換算。

關於Kp平衡常數

Kp是以平衡分壓表示的氣相反應平衡常數,描述系統達到動態平衡後,生成物與反應物分壓項的比值。各分壓皆以平衡化學反應式中的化學計量係數為指數。純固體與純液體不列入式中,因為其活性被視為常數。 對一般氣相反應,先將所有生成物分壓依化學計量係數取冪次後相乘,再對反應物做相同處理。Kp即為生成物項除以反應物項。分壓乘積模式接受這兩個預先合併的項,因此適用於含任意數量氣體的反應,不受固定輸入列數限制。建立各項時,請務必使用平衡分壓,而非初始分壓。 Kp與以濃度表示的常數Kc透過Kp = Kc乘以(RT)的Δn次方相連。其中R是氣體常數,T是以克耳文表示的絕對溫度,Δn是氣態生成物的總化學計量莫耳數減去氣態反應物的總化學計量莫耳數。本計算機採用R = 0.082057 L atm per mol K,對應以大氣壓表示的壓力與以mol/L表示的濃度。當Δn為零時,不論溫度為何,Kp都等於Kc。 依所選標準態慣例,較大的平衡常數表示平衡時生成物占優勢,較小的值則表示反應物占優勢。Kp無法顯示達到平衡的快慢。反應速率取決於動力學與活化能障,而平衡常數是熱力學量。催化劑可加速達到平衡,但不會改變固定溫度下的Kp。 Kp與Kc換算必須指定溫度,因為RT因子取決於溫度,而且平衡常數本身通常也會隨溫度改變。換算公式連結的是同一溫度、同一平衡的兩種表示方式,不能預測新溫度下的常數。這類預測需要熱力學資料或范特霍夫分析。 求Δn時請使用平衡反應式,且只納入氣態物種。確認分壓乘積的指數符合反應式係數,並避免將非平衡量測得到的反應商與平衡常數混用。依無因次活性慣例,平衡常數通常不標單位,儘管課堂上的式子看起來可能帶有壓力衍生單位。本工具提供課業、核對及初步氣體平衡分析所需的直接運算。

Kp計算範例

已知數值結果說明
生成物項 2.0,反應物項 0.5Kp = 4.0將合併後的生成物分壓項除以反應物項。
Kc = 3.5, Δn = 0Kp = 3.5RT因子的指數為零。
Kc = 0.040, Δn = 1, T = 298.15 KKp = 0.979將Kc乘以一次RT。

如何使用Kp計算機

  1. 平衡氣相反應式,選擇分壓計算或Kp/Kc換算。
  2. 計算分壓時,將兩側平衡分壓依化學計量係數取冪次後,各自相乘。
  3. 換算時,輸入已知常數、絕對溫度,以及氣態生成物莫耳數減去反應物莫耳數的差值。
  4. 選取「計算平衡常數」,並依相同反應式與溫度解讀結果。

Kp計算機常見問題

Kp與Kc有何不同?

Kp使用氣體分壓,Kc使用莫耳濃度。兩者透過溫度及氣體化學計量莫耳數的淨變化相連。

Kp式中應包含哪些物質?

納入氣態反應物與生成物,指數採用平衡反應式的係數。純固體與純液體的標準活性為常數,因此省略。

要用初始壓力還是平衡壓力?

計算Kp應使用平衡分壓。初始或中間狀態的數值算出的是反應商,可用來預測變化方向。

為什麼溫度很重要?

Kp/Kc換算含有RT因子,因此需要絕對溫度。依反應熱力學,平衡常數本身也可能隨溫度改變。

催化劑會改變Kp嗎?

不會。催化劑改變正、逆反應速率,但不改變平衡位置,讓系統更快達到相同平衡。