當可逆化學反應達到平衡時,每個產物濃度(或壓力)係數次冪的連乘積與每個反應物濃度(或壓力)係數次冪的連乘積成正比,這個比值叫做化學平衡常數,簡稱平衡常數,記作
。平衡時反應進行得越完全,平衡常數就越大。依據勒沙特列原理,平衡常數只受溫度影響。
以反應
為例:
濃度平衡常數,代號
。
適用於氣相或是液相的平衡,以體積莫耳濃度(
)表示各成分的濃度:
壓力平衡常數,代號
僅適用於氣相平衡,以分壓表示各成分的濃度:
其中
根據理想氣體反應方程式
同除以體積
其中
為體積莫耳濃度,所以
...
代入
即可得到此式
:
,常常省略不寫。
:
或是
或是
,常常省略不寫。
平衡常數大,表示達到平衡時,大部分的反應物轉成生成物,生成物產率高,反應物轉化率也高,反之亦然。
平衡常數只和溫度、溶劑種類、本性有關,而與反應速率、體系壓力等無關。反應速率受速率常數影響,當正逆反應速率相等時,反應達到平衡,此時速率常數之比恰為平衡常數。
是否達到平衡,可以與反應商(Q,分為濃度商和壓力商)來比較
生成物濃度太高,未達到平衡,反應將向左移動,直到
,才達平衡。
反應物濃度太高,未達到平衡,反應將向右移動,直到
,才達平衡。
反應已達到平衡狀態。
通常,固體和純液體不計入平衡常數。
例如:
因為碳酸鈣和氧化鈣都是固體,其濃度正比於其密度,在化學平衡的定溫情況下為定值,不會影響平衡狀態與平衡常數,所以
又如: