大学化学 · 化学平衡与酸碱平衡：动态的停

衡

化学平衡与酸碱平衡：动态的停

Equilibrium & Acid-Base · K 与 pH

前面说反应自发、反应快。这章看反应进行到一半会怎样——正反应和逆反应打得一样快时，就达到了化学平衡，看似停了其实双向都在跑。再落到最常见的平衡：酸碱与 pH、缓冲溶液。

①

平衡常数 K

生成物比反应物

②

酸碱电离

Ka / Kb

③

pH

−lg[H⁺]

④

缓冲液

抗酸碱

开场场景：往一杯水里通 CO₂，喝起来酸；加一小撮小苏打，酸又被中和掉——人体血液 pH 必须死死稳在 7.35~7.45，全靠一套缓冲平衡在悄悄对冲。

卡必背公式 / 概念

平衡常数 K = [生成物]^系数 / [反应物]^系数（纯固体、纯液体不写入）

K 只随温度变；K 越大，反应进行越彻底

酸电离常数 Ka；碱电离常数 Kb；Ka·Kb = Kw = 1×10⁻¹⁴

pH = −lg[H⁺]；25 ℃ 时 pH+pOH = 14

强酸完全电离，弱酸部分电离

缓冲溶液 = 弱酸 + 它的共轭碱

Henderson-Hasselbalch：pH = pKa + lg([碱]/[酸])

勒夏特列：外界扰动平衡，平衡朝削弱扰动方向移动

口诀：K 是生成物比反应物；缓冲液弱酸配共轭碱，pH 算 pKa 加减 lg 比例。

义是什么：正逆反应打平的那个点

化学平衡：正反应速率 = 逆反应速率，各物质浓度不再变化，但微观上双向反应仍在进行，是动态平衡。平衡常数 K 是这个“比分”：分子放生成物、分母放反应物，各次幂取方程式系数。

酸碱平衡：酸在水中给出 H⁺，Ka 越大酸性越强；pH 是氢离子浓度的负对数，每差 1 个单位浓度差 10 倍。缓冲溶液由弱酸及其共轭碱组成，加一点酸被碱“吃掉”、加一点碱被酸“吃掉”，pH 几乎不动。

路怎么算：写对 K，认出缓冲液

第一步：写 K 时只放气体和溶液，纯固体、纯液体（如水）活度取 1 不写。第二步：比 Q 与 K。当前浓度商 QK 逆向进行，Q=K 已平衡。

第三步：缓冲液用 Henderson-Hasselbalch。pH = pKa + lg([共轭碱]/[弱酸])。当两者浓度相等时 pH = pKa，这是缓冲能力最强的点。

典型例题：三道

例1：写出 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ 的平衡常数。

审题：生成物在上，反应物在下，系数当指数。

K = [NH₃]² / ([N₂]·[H₂]³)。

例2：纯水 25 ℃ 时 pH = 7，求 [H⁺]。

审题：pH = −lg[H⁺]。

[H⁺] = 10^(−pH) = 10⁻⁷ = 1×10⁻⁷ mol/L。

例3：缓冲液中醋酸与醋酸根浓度相等，pKa=4.76，求 pH。

审题：用 Henderson-Hasselbalch。

pH = pKa + lg(1) = 4.76 + 0 = 4.76，恰在 pKa 处缓冲最强。

用途与案例

人体：血液缓冲

血液靠 H₂CO₃/HCO₃⁻ 缓冲对把 pH 锁在 7.4 附近，偏 0.4 就危及生命。

生活：为什么醋能去腥

鱼腥味来自碱性胺类，醋酸中和它们生成盐，气味消失——酸碱中和的日常应用。

展往哪儿长

勒夏特列原理：升温、加压、移走产物，平衡都会朝“削弱这个改变”的方向移动。合成氨加高压、及时移走氨气，都是为了把平衡往产物推。

沉淀溶解平衡：Ksp 决定溶解度；溶度积规则判断沉淀是否生成。配合下一章，从酸碱平衡延伸到氧化还原平衡。

防坑警示

写 K 时把固体纯液体写进去：如 CaCO₃(s) ⇌ Ca²⁺+CO₃²⁻ 的 K = [Ca²⁺][CO₃²⁻]，不要把 CaCO₃ 写进分母。另外 pH 差 1 不是差 1 倍，是差 10 倍；缓冲液被大量酸或碱冲垮后就不再缓冲了。