產生日期: 2026年6月17日 下午05:25

平衡常數計算機

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A 的濃度0.5 M
化學計量係數 a1
B 的濃度1 M
化學計量係數 b3
C 的濃度0.8 M
化學計量係數 c2
D 的濃度1 M
化學計量係數 d0

由 OneCalc 產生 · https://onecalc.app/zh-TW/chemistry/equilibrium-constant-calculator

化學

平衡常數計算機

由反應 aA + bB ⇌ cC + dD 的平衡濃度計算濃度型平衡常數 Kc。

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結果

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在平衡時，反應物占優（Kc < 1）。在這些條件下，幾乎不生成產物。

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認識平衡常數

當可逆反應達到平衡時，反應物和產物的濃度不再改變——並非因為反應停止，而是因為正反應速率與逆反應速率相等。平衡常數 Kc 將這一平衡狀態以一個數值來表示。Kc 越大，表示平衡偏向產物側；Kc 越小，表示平衡偏向反應物側。

平衡常數表達式

對於一般反應：

aA+bB⇌cC+dDa\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}

以莫耳濃度表示的平衡常數為：

Kc=[C]c[D]d[A]a[B]bK_c = \frac{[\text{C}]^c [\text{D}]^d}{[\text{A}]^a [\text{B}]^b}

方括號表示平衡時的莫耳濃度（mol/L），指數為平衡方程式中的化學計量係數。純固體和純液體從表達式中排除，因為它們的濃度為常數，已被合併入 Kc 值中。

解讀 Kc

Kc 值意義
Kc >> 1平衡時產物強烈占優
Kc ≈ 1反應物與產物的量相當
Kc << 1反應物強烈占優；幾乎不生成產物

計算範例：哈伯製氨法

氨的合成反應為 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃。在某一特定溫度下，測得平衡濃度為：

[N2]=0.50 M,[H2]=1.00 M,[NH3]=0.80 M[\text{N}_2] = 0.50\ \text{M}, \quad [\text{H}_2] = 1.00\ \text{M}, \quad [\text{NH}_3] = 0.80\ \text{M}

代入表達式：

Kc=[NH3]2[N2]1[H2]3=(0.80)2(0.50)(1.00)3=0.640.50=1.28\begin{aligned} K_c &= \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2]^1 [\text{H}_2]^3} \\[6pt] &= \frac{(0.80)^2}{(0.50)(1.00)^3} \\[6pt] &= \frac{0.64}{0.50} \\[6pt] &= 1.28 \end{aligned}

因為 Kc > 1，在這些條件下產物占優。

排除物種：將係數設為零

化學計量係數為 0 的物種貢獻因子 [X]⁰ = 1，從表達式中消去。這使處理反應物或產物少於兩種的反應變得簡便——將未使用的係數設為 0，對應的濃度值便無關緊要。

Kc 與 Kp 的比較

對於氣相反應，化學家有時以分壓表示平衡常數：

Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c (RT)^{\Delta n}

其中 R = 0.08206 L·atm/(mol·K)，T 為克耳文溫度，Δn 為氣態莫耳數的變化（氣態產物的莫耳數減去氣態反應物的莫耳數）。當 Δn = 0 時，Kp 與 Kc 數值相等。

反應商 Q

反應商 Q 的代數形式與 Kc 相同，但使用任意時刻測定的濃度——而非平衡值。比較 Q 與 Kc 可預測反應方向：

  • Q < Kc：反應向正方向進行（趨向產物）
  • Q > Kc：反應向逆方向進行（趨向反應物）
  • Q = Kc：系統已處於平衡

溫度的影響

Kc 只是溫度的函數。對於放熱反應，升高溫度使平衡向反應物側移動，Kc 減小；對於吸熱反應，升高溫度使平衡向產物側移動，Kc 增大。催化劑和濃度變化不改變 Kc；它們只影響達到平衡的速度。

常見問題（FAQ）

平衡常數的公式是什麼？

對於一般反應 aA + bB ⇌ cC + dD，以濃度表示的平衡常數為 Kc = ([C]^c · [D]^d) / ([A]^a · [B]^b)，其中方括號表示平衡時的莫耳濃度，指數為平衡方程式中的化學計量係數。純固體和純液體從表達式中排除，因為它們的濃度為常數，已被合併入 Kc。

Kc 的數值說明什麼？

Kc 量化了平衡時產物濃度與反應物濃度的比值。Kc >> 1 表示平衡向右偏移，產物占主導；Kc << 1 表示平衡向左偏移，反應物占主導；Kc ≈ 1 表示兩側的量相當。Kc 只取決於溫度，不受初始濃度或是否使用催化劑的影響。

Kc 與 Kp 有何差異？

Kc 使用莫耳濃度（mol/L），Kp 使用分壓（atm 或 Pa），適用於氣相反應。兩者的關係為 Kp = Kc · (RT)^Δn，其中 R 為氣體常數，T 為克耳文溫度，Δn 為氣態莫耳數的變化（氣態產物的莫耳數減去氣態反應物的莫耳數）。當 Δn = 0 時，Kp 與 Kc 數值相等。

反應商 Q 與 Kc 有何不同？

Q 的代數形式與 Kc 相同，但使用任意時刻測定的濃度，而非平衡值。將 Q 與 Kc 比較可預測反應方向：若 Q < Kc，反應向右進行（趨向產物）以達到平衡；若 Q > Kc，反應向左進行（趨向反應物）；若 Q = Kc，系統已處於平衡。

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