化學 / 化學平衡

動態平衡與勒沙特列原理

用粒子、濃度與速率三種視角，分清反應進行與平衡位置。

第 1 節 / 共 3 節

濃度不再改變時，反應真的停止了嗎？

t = 0.0 s；[A] = 1.000；[B] = 0.000 mol/L；正／逆速率 0.320／0.000 mol/(L·s)。

觀察 → 推導 → 理解

使用定容、理想的一級可逆模型 A ⇌ B，起初只有 A。正反應速率 kf[A] 隨 A 減少而下降；逆反應速率 kr[B] 隨 B 增加而上升。

兩速率相等時，A 與 B 仍互相轉換，但各自的濃度維持穩定。模型僅代表這種簡化反應，不把所有反應都視為一級。

r_f=k_f[A],\quad r_r=k_r[B]

r_f=r_r\Rightarrow\frac{[B]}{[A]}=\frac{k_f}{k_r}=K_c

平衡是正逆反應同速，不是濃度相等、也不是速率為零。

想一想：平衡時必然相等的是？

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重點問答

使用定容、理想的一級可逆模型 A ⇌ B，起初只有 A。正反應速率 kf[A] 隨 A 減少而下降；逆反應速率 kr[B] 隨 B 增加而上升。兩速率相等時，A 與 B 仍互相轉換，但各自的濃度維持穩定。模型僅代表這種簡化反應，不把所有反應都視為一級。

加入 A 的瞬間，[A] 先跳升，[B] 尚未改變，因此反應商 Q=[B]/[A] 小於原本的 K。正反應暫時較快。接著 A 被部分消耗、B 增加，直到比值重新等於 K。固定溫度下，加入反應物不改變 K，但會改變新的平衡組成。

此模型假設正反應放熱，並以溫度相關的正逆速率常數計算。升溫會降低 K，使平衡較偏向 A；不代表所有反應升溫都往同一側。理想催化劑使正逆途徑一起加速，此處用相同倍率表示，因此 K=kf/kr 不變。兩側氣體係數相同的 A⇌B 模型也不適合示範壓縮造成的平衡移動；需另選氣體莫耳數不同的反應。