在選修化學I我們學到化學反應熱的內容時

曾討論到若已知一反應式的反應熱

其反應熱會隨著反應式的變化而有所改變

例如：反應式的係數乘以n倍時

反應熱也會乘以n倍

反應式逆寫時

其反應熱為等值異號

也就是原本為「吸熱」的反應變為「放熱」反應

而原本為「放熱」的反應則變為「吸熱」反應

那麼

平衡常數的數值是否也會隨著反應式的變動而受到影響呢？

這個單元

我們就來探討「平衡常數與反應式變化的關係」

若已知一均相的化學反應式：

K等於C濃度的c次方乘D濃度的d次方、

除以A濃度的a次方乘B濃度的b次方

我們來看第一種情況：

當反應式逆寫時

反應物與生成物位置互換

則在平衡常數表示法中

等於分母整個與分子互換

這就代表

當反應式逆寫時

後來的平衡常數K'為原來平衡常數的倒數

以碘化氫的反應式為例

平衡常數K等於碘化氫濃度的平方除以碘濃度乘氫濃度

則反應式逆寫時

其新的平衡常數為分母和分子互換

為K分之1

而第二種情況：

當原來的化學反應式係數乘以n倍時

在平衡常數表示法中

各物質濃度的冪次方也要全部乘以n倍

經數學的運算後

可得知後來的平衡常數為原來平衡常數的n次方倍

以四氧化二氮生成二氧化氮的可逆反應式為例

其平衡常數K等於二氧化氮濃度的平方除以四氧化二氮濃度

若將反應式的係數乘以2

則新的平衡常數為K的2次方

第三種情況：

若將兩個反應式相加

則所得新反應式之平衡常數為

該兩個反應式的平衡常數相乘所得的值

例如反應式1和反應式2

兩者的平衡常數如畫面所示

若將兩個反應式相加

可得出一新的反應式

則新的平衡常數為反應式1與反應式2的平衡常數乘積

以這兩個反應式「氮氣與氧氣生成一氧化氮」

及「一氧化氮與氧氣生成二氧化氮」為例

其兩者的平衡常數如畫面所示

若將兩個反應式相加

則可得一新反應式：

其新的平衡常數經運算後

則為這兩個反應式的平衡常數乘積

同學們想想看

若所求的反應式為數個反應式相加的結果時

其平衡常數應該怎麼算呢？

答對了嗎

答案為此數個反應式的平衡常數乘積

如畫面所示

第四種情況：

若兩個反應式相減

例如反應式1減反應式2

則可以想成

先將被減的反應式2逆寫

然後再與反應式1相加

得出一新反應式

而新的平衡常數則為兩個平衡常數相除所得的商

學習完了平衡常數如何隨著反應式改變而變化的規則後

我們便可以利用已知的反應式平衡常數

來求某特定反應式的平衡常數

例如：已知25度C時

反應式1「硫化氫生成氫離子及硫氫根離子」

以及反應式2「氫離子及硫離子生成硫氫根離子」

其反應式1平衡常數會等於9.5乘以10的負8次方

而反應式2平衡常數則等於1.0乘以10的19次方

若欲求畫面中新反應式的平衡常數

應該怎麼計算呢？

同學們可以觀察到

所求的反應式即為反應式1減反應式2的結果

故所求的新平衡常數為兩者的平衡常數相除

得出9.5乘以10的負27次方

試試看

你學會了嗎？

在800K時

若已知此二氧化氮反應式的平衡常數為2乘以10的4次方

試求同溫時

畫面中反應式的新平衡常數值為多少？

所求反應式為原反應式「逆寫」

再將係數乘以3的結果

故其平衡常數為原K值先取倒數後

再予以3次方求得其數值

故新的平衡常數值為1.25乘以10的負13次方

最後

我們來複習一下前面所學到的平衡常數與反應式變化的關係

反應式逆寫時

新的平衡常數為原來平衡常數的「倒數」

反應式乘以n倍時

新的平衡常數為原來平衡常數的n次方倍

若是兩個反應式相加

新的平衡常數為原本兩個平衡常數的乘積

而若是兩個反應式相減

新的平衡常數為原本兩個平衡常數相除所得的商

同學們

看完本單元你是否已經學會平衡常數與反應式關係」的相關知識了呢？

歡迎與我們分享你的學習心得！

我們下次再見