hce_nsysu
115年
物理與化學
第 80 題
Consider the reaction $CO_2(g) + 2H_2O(g) \rightarrow CH_4(g) + 2O_2(g)$ with $\Delta H^\circ = 803 \text{ kJ}$. Which of the following options will increase $K$?
- A increasing the temperature of system
- B decreasing the number of moles of methane
- C increasing the volume of system
- D increasing the number of moles of $CO_2$
- E none of the above
思路引導 VIP
在化學平衡中，如果我們把平衡常數 $K$ 想像成一個反應在特定狀態下的「身分證字號」，請試著回想：在濃度、體積、壓力和溫度這些物理變因中，哪一個變因會從能量層面改變分子有效碰撞的比例，進而使這個「身分證字號」的數值發生變化，而而不僅僅是暫時推動反應的方向呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 選項，代表你對「平衡常數」的本質有著非常紮實且清晰的理解。這道題目的核心在於辨析影響化學平衡的變因，而你成功地避開了所有干擾項。
吸熱反應與溫度的關係
從題目給出的條件 $\Delta H^\circ = 803 \text{ kJ}$ 可以觀察到，這是一個正值，代表該反應為吸熱反應（endothermic reaction）。對於吸熱反應而言，我們可以將「熱量」視為反應物的一部分。當我們升高系統溫度時，等同於向系統輸入能量，根據勒沙特列原理，平衡會向消耗熱量的方向（即右方、生成物方向）移動。最關鍵的是，平衡常數 $K$ 僅受溫度影響，因此在吸熱反應中，提高溫度會直接導致 $K$ 值的增大。
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