平衡常數 Kc；勒沙特列原理：練習題

在某溫度下，反應 \( A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g) \) 的 \( K_c = 100 \text{ mol}^{-1} \text{ dm}^3 \)。若某一時刻容器中各組分的濃度分別為 \( [A] = 0.1 \text{ M} \)，\( [B] = 0.1 \text{ M} \)，\( [C] = 2.0 \text{ M} \)。下列哪項敘述是正確的？

考慮以下在水溶液中達致平衡的反應：
\( A(aq) + 2B(aq) \rightleftharpoons 2C(aq) \)
下列哪項是該反應平衡常數 \( K_c \) 的單位？

考慮反應：\( PCl_5(g) \rightleftharpoons PCl_3(g) + Cl_2(g) \)。
當溫度由 \( 400 \text{ K} \) 升高至 \( 500 \text{ K} \) 時，平衡常數 \( K_c \) 的數值增加了 10 倍。下列哪項敘述是正確的？

在一個平衡系統中加入催化劑，下列哪項陳述是正確的？

向平衡系統 \(BiCl_3(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons BiOCl(s) + 2HCl(aq)\) 中加入少量固體 \(NaCl\)，平衡位置會：

若某平衡反應的 \(\Delta H > 0\)，當降低系統溫度時，根據勒沙特列原理，平衡位置會向哪一方移動？

考慮以下平衡系統：
\( \text{BiCl}_3\text{(aq)} + \text{H}_2\text{O(l)} \rightleftharpoons \text{BiOCl(s)} \text{ (白色)} + 2\text{HCl(aq)} \)
若向該平衡混合物加入少量濃鹽酸，預測並解釋觀察到的現象。

已知在特定溫度下，反應 (I) \( \frac{1}{2}\text{N}_2(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightleftharpoons \text{NO}(g) \) 的平衡常數為 \( K_1 \)，反應 (II) \( \text{NO}(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightleftharpoons \text{NO}_2(g) \) 的平衡常數為 \( K_2 \)。試以 \( K_1 \) 及 \( K_2 \) 表示反應 \( 2\text{NO}_2(g) \rightleftharpoons \text{N}_2(g) + 2\text{O}_2(g) \) 的平衡常數 \( K_c \)。

在一個體積為 \(1.0 \text{ dm}^3\) 的恆容密封容器中，發生以下反應：
\(\text{CO(g)} + \text{H}_2\text{O(g)} \rightleftharpoons \text{CO}_2\text{(g)} + \text{H}_2\text{(g)} \quad \Delta H < 0\)
在某一溫度下，容器中初始含有 \(0.50 \text{ mol}\) 的 \(\text{CO(g)}\) 和 \(0.50 \text{ mol}\) 的 \(\text{H}_2\text{O(g)}\)。當反應達到平衡時，測得容器內 \(\text{CO}_2\text{(g)}\) 的濃度為 \(0.30 \text{ mol dm}^{-3}\)。
(a) 寫出該反應平衡常數 \(K_c\) 的表達式。
(b) 計算在該溫度下反應的 \(K_c\) 數值。
(c) 根據勒沙特列原理，若升高系統溫度，平衡位置會向哪一個方向移動？解釋你的答案。

在 \( 298 \text{ K} \) 時，反應 \( N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g) \) 的 \( K_c = 4.6 \times 10^{-3} \text{ mol dm}^{-3} \)。
(a) 若將反應式改寫為 \( 2NO_2(g) \rightleftharpoons N_2O_4(g) \)，計算其平衡常數 \( K_c' \) 的值及單位。 (2 分)
(b) 若反應容器的體積增加，\( N_2O_4 \) 的百分產率會增加還是減少？ (1 分)