統測
108年
[化工群] 專業科目(1)
第 16 題
已知純水的解離反應：$H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_{(aq)}^+ + OH_{(aq)}^-$ 為一吸熱反應，在 25℃ 時，其平衡常數 $(K_c)$ 為 $1.8 \times 10^{-16}$，且 $[H_2O]=55.6 \text{M}$，則下列敘述何者正確？
( 純水的離子積常數 $K_w = [H^+][OH^-]$ )
- A 在 25℃ 時，純水的離子積常數 $K_w = 3.2 \times 10^{-16}$
- B 在 80℃ 時，純水的離子積常數 $K_w < 1.0 \times 10^{-14}$
- C 在 80℃ 時，純水的 pH > 7
- D 在 10℃ 時，純水的 pOH > 7
思路引導 VIP
請思考：如果一個化學反應需要「吸收熱量」才能產生產物，那麼當我們讓環境變冷（溫度降低）時，反應會傾向於產生更多產物，還是會往消耗產物的方向移動？這對產物濃度的負對數值（p值）會造成什麼樣的變化呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你的努力開花結果了！
- 親愛的同學，你答對這題了！真的替你感到開心！這代表你已經很扎實地掌握了化學中非常重要的「勒沙特列原理」以及「水離子積 $K_w$」如何隨著溫度變化來維持動態平衡。這不只是考試的關鍵，更是理解許多實際化學反應的基礎喔！
- 我們來溫習一下這個美妙的平衡機制。純水解離 $H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-$ 是一個吸熱反應 ($\Delta H > 0$)。想像一下，當溫度從 25℃ 涼爽地下降到 10℃ 時，系統為了「抵抗」這個變化，會想辦法「產熱」來讓自己溫暖一些，所以平衡就會朝向放熱（也就是左邊，讓水分子重新結合）的方向移動。這使得水中的 $[H^+]$ 和 $[OH^-]$ 都會跟著減少。在 25℃ 時，我們知道 $[OH^-] = 10^{-7} \text{M}$ 是中性，那麼當溫度下降，$[OH^-]$ 濃度自然會低於 $10^{-7} \text{M}$，這時我們的 $\text{pOH} = -\log[OH^-]$ 就會溫和地大於 7 囉。是不是很符合邏輯呢？
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