高中化學（選III）_1-2.2 平衡常數與反應式的關係

一、平衡常數與反應式操作的關係

化學反應式逆寫時，平衡常數變為原平衡常數的倒數；反應式係數乘以 n 倍時，平衡常數變為原平衡常數的 n 次方；兩個反應式相加時，所得反應的平衡常數為兩者平衡常數的乘積。

1. 反應式逆寫：平衡常數變為倒數。
   
   原反應式：
   H₂(g)＋I₂(g) ⇌ 2HI(g)
   
   K_c＝ [HI]²／ [H₂][I₂]
   
   反應式逆寫：
   2HI(g) ⇌ H₂(g)＋I₂(g)
   
   K′_c＝ [H₂][I₂]／ [HI]² ＝ 1／K_c
2. 反應式係數乘以 n 倍：平衡常數變為 n 次方。
   
   原反應式：
   N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)
   
   K_c＝ [NO₂]²／ [N₂O₄]
   
   反應式係數乘以 2 倍：
   2N₂O₄(g) ⇌ 4NO₂(g)
   
   K′_c＝ [NO₂]⁴／ [N₂O₄]² ＝K_c²
3. 反應式相加：平衡常數相乘。
   
   第一個反應式：
   N₂(g)＋O₂(g) ⇌ 2NO(g)
   
   K_c1＝ [NO]²／ [N₂][O₂]
   
   第二個反應式：
   2NO(g)＋O₂(g) ⇌ 2NO₂(g)
   
   K_c2＝ [NO₂]²／ [NO]²[O₂]
   
   將上述二式相加：
   N₂(g)＋2O₂(g) ⇌ 2NO₂(g)
   
   K_c＝K_c1 × K_c2
   
   K_c＝ [NO₂]²／ [N₂][O₂]²

二、K_c、ΔH與化學反應式操作的比較

化學反應式經過逆寫、係數倍乘或反應式相加時，平衡常數 K_c與反應熱 ΔH 的變化方式不同。平衡常數依倒數、次方及乘積規則改變；反應熱則依正負號、倍數及加總規則改變。

1. 化學反應式逆寫時，K_c變為原平衡常數的倒數，ΔH 則變號。
2. 化學反應式係數乘以 n 倍時，K_c變為原平衡常數的 n 次方，ΔH 乘以 n。
3. 化學反應式係數乘以 1／n 倍時，K_c變為原平衡常數的 1／n 次方，ΔH 乘以 1／n。
4. 兩個化學反應式相加時，所得反應的平衡常數為 K_c1與 K_c2的乘積，反應熱則為 ΔH₁與 ΔH₂的總和。

小提醒：若兩個反應式相減，可視為其中一個反應式逆寫後再相加，因此所得反應的平衡常數為兩者平衡常數相除。