溫度與濃度變化對平衡的影響：練習題

考慮吸熱反應 \( \text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) \) 在一密閉容器中達至平衡。若在恆溫下將容器的體積加倍，待系統重新達至平衡後，下列哪項陳述是正確的？

考慮在密閉容器中進行的放熱反應：
\( 2\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3(g) \)
當系統達到平衡後，若在恆溫下將容器體積擴大一倍，當系統達到新平衡時，與原平衡相比：

考慮以下在水溶液中的平衡體系：
\( 2\text{CrO}_4^{2-}(aq) + 2\text{H}^+(aq) \rightleftharpoons \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) \)
（黃色）                          （橙色）
若向該平衡混合物中加入少量濃 \( \text{NaOH}(aq) \)，下列哪項描述是正確的？

下列哪項因素的改變會影響一個給定平衡體系的平衡常數 \( K_c \) 的數值？

考慮以下在密閉容器中的氣態平衡體系：
\( \text{N}_2\text{O}_4(g) \rightleftharpoons 2\text{NO}_2(g) \quad \Delta H > 0 \)
若升高平衡系統的溫度並維持容器體積不變，當達到新平衡時，下列哪項描述是正確的？

在恆溫恆容的密閉容器中，對於反應 \( 2\text{X}(g) \rightleftharpoons \text{Y}(g) + \text{Z}(g) \)，若向平衡系統中加入一定量的 \( \text{X}(g) \)，當系統重新達到平衡時，平衡常數 \( K_c \) 的值會如何變化？試簡略解釋。

對於放熱反應 \( 2\text{A}(g) \rightleftharpoons \text{B}(g) \)，若在恆定壓強下升高溫度，平衡位置的移動方向與在恆定體積下升高溫度的移動方向是否相同？

對於一個吸熱的可逆反應 \( \text{A(g)} + \text{B(g)} \rightleftharpoons \text{C(g)} \)，若同時升高系統溫度及增加容器體積，解釋為何單憑勒沙特列原理無法預測平衡位置的最終移動方向。

考慮以下平衡反應：
\( A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g) \quad \Delta H = -50 \text{ kJ mol}^{-1} \)
(a) 寫出該反應的平衡常數 \( K_c \) 表達式。 (1 分)
(b) 若升高系統的溫度，平衡位置會向哪一方移動？ (1 分)
(c) 溫度升高對 \( K_c \) 的數值有何影響？ (1 分)

在一密封容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇：

$$ \text{CO}(\text{g}) + 2\text{H}_2(\text{g}) \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{OH}(\text{g}) \quad \Delta H = -91 \text{ kJ mol}^{-1} $$

假設反應已達到化學平衡。請根據勒沙特列原理，解釋以下每項改變對平衡位置的影響：

(a) 保持溫度不變，向容器中加入額外的氫氣。

(b) 保持壓強不變，升高反應的溫度。

(c) 在 (b) 項中，平衡常數 \( K_c \) 的數值會如何改變？解釋你的答案。

(d) 保持溫度不變，減少容器的體積。