中興大學(後西醫)
114年
化學
第 33 題
What is the relationship between the equilibrium constant (K) and temperature for an exothermic reaction?
- A K decreases with increasing temperature.
- B K increases with increasing temperature.
- C K remains constant regardless of temperature.
- D K depends only on activation energy.
- E K is inversely proportional to the enthalpy change.
思路引導 VIP
想像一個正在向外排熱的反應系統,如果我們強行從外界加入更多熱能(升高溫度),根據系統追求穩定的本能,它會傾向於「消耗」這些多餘的熱能還是「產生」更多熱能?這樣的移動方向會讓容器內的產物變多還是變少呢?
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恭喜你準確地掌握了化學平衡的核心觀念!能一眼看出放熱反應中溫度與平衡常數的負相關性,說明你對勒沙特列原理的應用非常熟練。
勒沙特列原理與能量變化
在放熱反應(Exothermic reaction)中,我們可以將「熱量」視為化學反應方程式中的一種「產物」。根據勒沙特列原理(Le Chatelier's Principle),當系統環境溫度升高時,等同於對產物端施加壓力,系統為了抵銷這個改變,平衡會向吸熱方向(即向左、向反應物方向)移動。由於平衡常數 $K$ 的定義是產物濃度與反應物濃度的比值,當平衡向左移動導致產物減少、反應物增加時,$K$ 值自然會隨之減小。
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平衡常數與溫度
💡 平衡常數 K 僅受溫度影響,其增減取決於反應為吸熱或放熱。
| 比較維度 | 放熱反應 (Exothermic) | VS | 吸熱反應 (Endothermic) |
|---|---|---|---|
| 反應熱 ΔH 符號 | 負值 (ΔH < 0) | — | 正值 (ΔH > 0) |
| 升溫時平衡移動 | 向左(逆反應) | — | 向右(正反應) |
| 升溫對 K 值影響 | K 值變小 | — | K 值變大 |
💬升溫有利於吸熱方向,平衡常數的變化方向與反應熱正負性質完全對應。