平衡常数 (Kc, Kp) 计算器

计算 Kc、Kp 并在它们之间转换

选择计算类型并输入所需值。支持浓度 (Kc) 和压力 (Kp) 平衡常数,以及 Kp ↔ Kc 转换。

计算示例

点击示例将其加载到计算器中。

氨合成的 Kc

计算 Kc

计算反应 Kc:N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 在 500 K。[N2]=0.2 mol/L, [H2]=0.6 mol/L, [NH3]=0.4 mol/L。

计算类型: 计算 Kc(浓度)

反应物: N2 (coef: 1, conc: 0.2), H2 (coef: 3, conc: 0.6)
产物: NH3 (coef: 2, conc: 0.4)

温度 (K): 500 K

N2O4 分解的 Kp

计算 Kp

计算 Kp:N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) 在 298 K。P(N2O4)=0.5 atm, P(NO2)=1.2 atm。

计算类型: 计算 Kp(压力)

反应物: N2O4 (coef: 1, P: 0.5)
产物: NO2 (coef: 2, P: 1.2)

温度 (K): 298 K

SO2 氧化的 Kp 转 Kc

Kp 转 Kc

给定 Kp=0.25 在 700 K 对于 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g),转换为 Kc。Δn = -1。

计算类型: Kp 转 Kc

温度 (K): 700 K

气体常数 (R): 0.0821 L·atm·K⁻¹·mol⁻¹

Kp: 0.25 atm

Δn: -1

甲醇形成的 Kc 转 Kp

Kc 转 Kp

给定 Kc=1.5 在 600 K 对于 CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g),转换为 Kp。Δn = -2。

计算类型: Kc 转 Kp

温度 (K): 600 K

气体常数 (R): 0.0821 L·atm·K⁻¹·mol⁻¹

Kc: 1.5

Δn: -2

其他标题
理解平衡常数 (Kc, Kp) 计算器:综合指南
通过这份深入指南掌握化学平衡计算、Kc/Kp 转换和实际应用。

什么是平衡常数?

  • 定义和目的
  • 平衡常数类型
  • 关键概念
平衡常数 (K) 量化化学反应在平衡时产物和反应物浓度或压力的比率。它在预测反应方向和程度方面是基础性的。
平衡常数类型
Kc 基于浓度 (mol/L),而 Kp 基于分压 (atm)。Kc 和 Kp 之间的关系取决于温度和气体摩尔数的变化 (Δn)。
关键概念
Δn 是气体产物系数之和与气体反应物系数之和的差值。R 是气体常数,T 是开尔文温度。

实际中的平衡:

  • 计算氨合成的 Kc。
  • 将 SO2 氧化的 Kp 转换为 Kc。
  • 使用 K 预测反应方向。

使用计算器的逐步指南

  • 选择计算类型
  • 输入值
  • 解释结果
选择计算 Kc、Kp 或在它们之间转换。根据需要输入反应物、产物、温度和气体常数的所有必需值。
输入字段和单位
对于 Kc,输入浓度 (mol/L);对于 Kp,输入分压 (atm)。对于转换,提供温度 (K)、气体常数 (R) 和 Δn。
理解输出
结果部分显示计算的平衡常数、使用的公式和计算的逐步分解。

计算器使用示例:

  • 使用给定浓度计算反应的 Kc。
  • 使用温度和 Δn 将 Kp 转换为 Kc。

平衡常数的实际应用

  • 工业化学
  • 环境科学
  • 生物系统
平衡常数在设计化学反应器、控制工业过程和理解环境和生物系统方面是必不可少的。
工业应用
工程师使用 Kc 和 Kp 来优化大规模化学生产的产量和安全性。
环境和生物相关性
K 值有助于预测污染物行为和生物体中的代谢途径。

科学和工业中的应用:

  • 优化哈伯法中的氨生产。
  • 模拟大气反应。
  • 分析细胞中的代谢平衡。

常见误解和正确方法

  • 混合单位
  • 忽略 Δn
  • 温度使用错误
常见的错误是混合浓度和压力单位或忽略转换中的 Δn。始终使用一致的单位并提供所有必需值。
避免计算错误
确保所有系数都正确,温度以开尔文为单位。在计算前仔细检查所有输入值和单位。

准确计算的技巧:

  • 始终通过加 273.15 将 °C 转换为 K。
  • 检查 Δn 计算是否正确。

数学推导和示例

  • Kc 和 Kp 公式
  • Kp ↔ Kc 转换
  • 工作示例
Kc = ([C]^c [D]^d)/([A]^a [B]^b) 用于浓度;Kp = (PC^c PD^d)/(PA^a PB^b) 用于压力。Kp = Kc(RT)^Δn,其中 Δn 是气体摩尔数的变化。
工作示例
给定 Kp=0.25 在 700 K 和 Δn=-1,Kc = Kp/(RT)^Δn。代入值求 Kc。

数学见解:

  • 计算气相反应的 Kp 到 Kc。
  • 使用计算器检查您的手动计算。