化学平衡简介 — AP 化学
1. 动态平衡 ★★☆☆☆ ⏱ 4 min
动态平衡与静态平衡的核心区别是，平衡时反应并未停止。例如，将液溴密封在烧瓶中，达到平衡后溴蒸气的棕色强度不再变化：液溴的蒸发速率等于气态溴的冷凝速率，因此即使两个过程仍在持续，蒸气浓度也保持恒定。
Exam tip: 在AP选择题中，任何声称‘平衡时所有反应都停止’或‘反应物浓度等于生成物浓度’的选项都是错误的。记住：是速率相等，不是浓度相等，平衡时反应绝不会停止。
2. 平衡常数与质量作用定律 ★★★☆☆ ⏱ 5 min
质量作用定律定义了任意配平可逆反应的平衡常数表达式形式。对于一般的配平反应：
平衡常数$K$定义为生成物浓度（以化学计量系数为幂）与反应物浓度（以化学计量系数为幂）的比值：
$K_c$对所有物种使用摩尔浓度（mol/L）。对于气相反应，我们也可以用分压（通常单位为atm）代替浓度来书写$K_p$，生成物与反应物的比值规则相同。书写平衡表达式的核心规则是：**纯固体、纯液体和稀溶液的溶剂不会出现在表达式中**。它们的浓度在恒温下是恒定的，因此已经被整合到$K$的数值中，不需要明确写出。$K_p$与$K_c$的关系为：
其中$\Delta n = \text{moles of gaseous products} - \text{moles of gaseous reactants}$，$R = 0.0821 \ \text{L·atm/mol·K}$，$T$是开尔文绝对温度。
Exam tip: 在FRQ中书写$K$或$Q$表达式前，一定要检查是否有纯固体和纯液体。如果包含它们，你的表达式会被判错，这是很容易避免的失分点。
3. 反应商与反应方向预测 ★★★☆☆ ⏱ 5 min
反应商($Q$)是利用反应达到平衡前任意时刻反应物和生成物的非平衡浓度（或分压）计算得到的值。$Q$的形式与平衡常数$K$完全相同：唯一的区别是$K$使用平衡浓度，而$Q$使用当前的非平衡浓度。通过比较$Q$与$K$，我们可以预测反应达到平衡的方向：
- 若$Q < K$：生成物项（分子）太小，因此反应正向进行（向生成物方向），增大$Q$直到$Q=K$。
- 若$Q > K$：生成物项（分子）太大，因此反应逆向进行（向反应物方向），减小$Q$直到$Q=K$。
- 若$Q = K$：体系已经处于平衡状态，因此没有净变化发生。
Common Pitfalls
Why: 学生习惯在化学计量和速率定律问题中包含所有物种，因此忘记了恒定浓度不需要出现在表达式中的规则。
Why: 学生将正逆反应速率相等混淆为反应物和生成物浓度相等。
Why: 学生混淆了反应方向或者记错了比值顺序。
Why: 学生计算时赶时间，跳过了检查指数的步骤。
Why: 学生记错了哪个值对应哪个方向，因此颠倒了方向规则。