狐狸貓和小數蛙去逛賣場 兩人前往結帳時 小數蛙觀察到有趣的現象： 每一個收銀台剛好排滿5人 這時候 其中一個收銀台的排隊人潮 被廣播的限時特價活動吸引 走掉3個人 立刻就有其他收銀台 排隊的人補上 讓每個收銀台的排隊人數又一樣了 狐狸貓回應說 這和他們學過的 化學平衡很像！ 化學反應不會一直保持不變 只要環境條件改變 就可能破壞平衡 當平衡被破壞時 化學反應 會開始嘗試恢復到平衡狀態 就像是排隊人潮 突然減少 後面的人 會移動到人少的地方補齊 使其達到人數均衡的狀態 同樣道理 化學平衡被破壞後 會朝著減少外來因素影響的方向 進行反應 直到達成新的平衡 小數蛙點點頭說：沒錯！ 所以想要影響化學平衡 可以透過改變環境條件 像是濃度或溫度 來使一邊的反應速率快於另一邊 這就好比將化學反應 用兩個相連的水箱來說明 把水箱的一邊當作反應物 另一邊是生成物 當增加反應物的水量 導致平衡改變 水會從高水位的水箱 往低水位的水箱流 使得反應物水箱的水 往降低水量的方向調整 直到達成新的平衡 狐狸貓說：對耶！ 我知道濃度會影響化學平衡 所以溫度也會喔？ 那會發生什麼事情嗎？ 小數蛙說： 回去後 一起看個有趣的化學現象就知道了！ 小數蛙說 這次我們觀察的 是紅棕色的二氧化氮氣體 與無色的四氧化二氮氣體之間的可逆反應 狐狸貓好奇的問： 要怎麼觀察它們的變化？ 氣體會到處亂飄耶 小數蛙說： 首先 在一般的室溫及壓力下 我們將二氧化氮 放在一個固定體積的密閉容器中 反應初期 因為二氧化氮濃度較大 正反應速率較快 生成四氧化二氮並放出熱量 經過一段時間 因四氧化二氮濃度增加 使逆反應速率變快 最後當兩者反應速率相同 即達到化學平衡 瓶內氣體顏色不再變化 接著 小數蛙將燒瓶放入熱水中 一段時間後 瓶內的顏色逐漸變深 狐狸貓覺得很神奇 為什麼瓶內的顏色變深了？ 小數蛙解釋： 這是因為當我們利用熱水升高環境的溫度 提高燒瓶內物質粒子的 有效碰撞機率 使得正、逆反應速率都加快 破壞了化學平衡 狐狸貓疑惑的問： 可是正、逆反應速率都有加快 怎麼影響顏色變化？ 小數蛙進一步解釋： 雖然溫度升高加快了正、逆反應速率 但是燒瓶內的物質 為了減少溫度升高的影響 要轉移增加的熱 因此 反應會趨向加快逆反應速率 使逆反應速率大於正反應速率 造成反應向左 使氣體顏色變深 而等一段時間後 當正、逆反應速率再次相等時 會達成新的平衡 此時二氧化氮 會比放入熱水前來的更多 接下來 小數蛙拿出另一個 和上個實驗相同內容物 以及反應狀態的燒瓶 小數蛙說： 這次我們將燒瓶讓入冰水中 你觀察一下燒瓶內的變化 狐狸貓驚呼： 這次顏色變淺了！ 這又是為什麼？ 小數蛙說： 這次我們利用冰水降低環境的溫度 破壞化學平衡 因為溫度下降 使得燒瓶內物質粒子 有效碰撞機率也相對減少 正、逆反應速率變慢 而燒瓶內的物質 為了減少溫度下降的影響 會發生什麼事？ 狐狸貓點頭說：我知道！ 想減少溫度下降的影響 瓶內的物質 就需要放熱來提高溫度 對嗎？ 小數蛙笑著說：沒錯！ 正因為需要放熱 所以反應趨向加快正反應速率 使正反應的速率大於逆反應速率 造成反應向右 有利於四氧化二氮的生成 讓氣體顏色變淡 同樣當正、逆反應速率相等時 就變成了四氧化二氮較多的新平衡 看完實驗後 小數蛙想確認狐狸貓是否都明白 溫度如何影響化學平衡 於是出了一道題目 螢幕前的你 也跟著狐狸貓一起回答吧！ 小數蛙開始解釋： 在A選項 為了減少溫度上升的影響 反應會趨向加快吸熱反應的速率 使正反應速率大於逆反應速率 有利於反應向右 所以溶液顏色會改變 偏向藍色 也就是含水氯化亞鈷的量會減少 而無水氯化亞鈷會增加 因此B選項是對的 在C選項中 為了減少溫度下降的影響 反應會趨向加快放熱反應的速率 使逆反應速率大於正反應速率 因此反應向左 而在D選項 因溫度下降後 造成反應向左 因此 無水氯化亞鈷的量會減少 而含水氯化亞鈷則會增加 聽完小數蛙的分析與答案 狐狸貓都懂了 小數蛙又補充說： 所以從溫度升高或下降 就可以知道反應平衡移動的方向 會趨向吸熱還是放熱反應 當溫度升高時 反應物為了減少溫度升高的影響 將增加的熱轉移 使得反應趨向吸熱反應的方向進行 而當溫度降低時 反應物為了減少溫度降低的影響 會放熱提高溫度 則讓反應趨向放熱反應進行 最後　小數蛙提醒狐狸貓： 一般而言 溫度上升時 正、逆反應速率都會增加 而溫度降低 則是兩者的反應速率都會變慢 並不會只有一個方向的反應速率改變 只是哪一方向速率變化幅度比較大 使得反應朝速率較快的方向移動 接下來 請螢幕前的你 一起和狐狸貓回答這個問題吧！ 狐狸貓將今天學到的知識進行整理 除了濃度會影響化學反應的平衡外 化學平衡 也會受到溫度的影響 一般而言 溫度上升時 正、逆反應速率都會增加 而溫度降低時 正、逆反應速率都會變慢 而在溫度升高時 平衡朝吸熱反應方向移動 溫度降低時 平衡朝放熱反應方向移動 在我們生活中 有一種可重複使用的暖暖包 也是利用溫度影響可逆反應的原理 同學們不妨回去查一查 這種暖暖包的化學反應是什麼 一起來增加 溫度影響化學平衡的印象吧！