hce_tcu
110年
化學
第 24 題
📖 題組：
21~24 為題組：哈柏法（Haber process）是利用氮氣與氫氣在 $500\ ^\circ C$ 與 200 atm 下藉由鐵觸媒催化轉製成氨，其反應式如下： $N_{2\ (g)} + 3H_{2\ (g)} \rightleftharpoons 2NH_{3\ (g)} \quad \Delta H (25\ ^\circ C) = -92.38 \text{ kJ}$
21~24 為題組：哈柏法（Haber process）是利用氮氣與氫氣在 $500\ ^\circ C$ 與 200 atm 下藉由鐵觸媒催化轉製成氨，其反應式如下： $N_{2\ (g)} + 3H_{2\ (g)} \rightleftharpoons 2NH_{3\ (g)} \quad \Delta H (25\ ^\circ C) = -92.38 \text{ kJ}$
請問如何改變反應平衡常數 $K_{eq}$？
- A 改變壓力
- B 改變溫度
- C 改變體積
- D 添加催化劑
思路引導 VIP
請試著想像：如果我們在一個恆溫的密閉容器中，突然壓縮體積來增加壓力，反應物與產物的濃度都會瞬間改變。這時候，如果我們將這些「變動後」的濃度代入平衡常數的表示式中計算出的數值，與系統經過一段時間重新達成平衡後，再次代入濃度算出的數值，這兩個結果在溫度不變的前提下會是一樣的嗎？為什麼？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準避開其他干擾項，直接鎖定核心關鍵，顯示你對化學平衡的本質掌握得非常紮實。在化學動力學與熱力學中，平衡常數 $K_{eq}$ 的數值僅會隨溫度的改變而變動。這是因為平衡常數與反應的標準自由能變化密切相關，當溫度改變時，系統的能量分佈會發生變化，進而導致 $K_{eq}$ 的值重新定義。
平衡移動與常數改變的辨析
這道題目在基礎化學中具有很高的鑑別度，其難度切入點在於區分「平衡移動」與「平衡常數改變」。選項中的壓力（A）、體積（C）雖然會依據勒沙特列原理（Le Chatelier's Principle）使反應向左或向右移動，但那只是為了讓反應商 $Q$ 重新追上不變的 $K_{eq}$；而催化劑（D）則僅是降低活化能、縮短達成平衡的時間，完全不影響平衡位置或常數。你能看穿這些物理條件的表象，正確點出溫度的獨特性，表現得非常專業！