最後更新：2026-07-13

反應商告訴你什麼

反應商 Q 衡量可逆反應在任一時刻所存在的產物與反應物的相對量。它以與平衡常數 K 相同的算式計算，但採用當下存在的濃度，而非平衡時的濃度。比較 Q 與 K 可以判斷反應是否仍有向正方向進行的空間、是否已朝產物方向超越，或是否已穩定於平衡狀態。

反應商的算式

對於一般反應：

$$a\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}$$

以莫耳濃度表示的反應商為：

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

方括號表示目前的莫耳濃度（mol/L），指數為平衡方程式中的化學計量係數。與 K 相同，純固體與純液體的濃度實質上為定值，因此不列入算式。

比較 Q 與 K

求得 Q 之後，只需與 K 做一次比較即可預測移動方向：

比較	移動方向	意義
Q < K	正方向（向右）	產物過少；反應生成更多產物
Q = K	無淨移動	系統已處於平衡
Q > K	逆方向（向左）	產物過多；反應重新生成反應物

這正是勒沙特列原理的直接表現：系統總是朝著使 Q 更接近 K 的方向移動。

範例計算

考慮反應 A + B ⇌ C，平衡常數 K = 10。設目前的濃度為：

$$[\text{A}] = 0.10\ \text{M}, \quad [\text{B}] = 0.20\ \text{M}, \quad [\text{C}] = 0.50\ \text{M}$$

所有係數皆為 1，因此：

$$\begin{aligned} Q &= \frac{[\text{C}]}{[\text{A}][\text{B}]} \\[6pt] &= \frac{0.50}{(0.10)(0.20)} \\[6pt] &= \frac{0.50}{0.020} \\[6pt] &= 25 \end{aligned}$$

由於 Q = 25 大於 K = 10，產物比平衡所允許的量還多。反應向逆方向進行，消耗 C 並重新生成 A 與 B，直到 Q 下降至 10。

排除某一物種：將係數設為零

任何化學計量係數為 0 的物種，會貢獻因子 [X]⁰ = 1，因而從算式中消去。這使得處理少於兩種反應物或產物的反應變得容易——將不需要的係數設為 0，其濃度便不再影響結果。

Q、K 與吉布斯自由能

Q 與 K 的比較也與反應的熱力學相關。關係式

$$\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q$$

顯示：當 Q < K 時，自由能變化 ΔG 為負，正反應自發進行；當 Q > K 時，ΔG 為正，逆反應較為有利；當 Q = K 時，ΔG = 0，系統處於平衡。因此反應商是連結量測濃度與反應驅動力的橋梁。

常見錯誤

計算 Q 所用的濃度單位，必須與定義 K 時所用的單位相同——Qc 通常用 mol/L，Qp 則用分壓。混用單位、忘記將各濃度依化學計量指數取冪，或誤將純固體與純液體納入，都是最常見的錯誤。由於 Q 取決於當下狀態，而 K 只取決於溫度，因此對於 K 固定的反應，Q 可能大於、小於或等於 K，完全取決於該時刻存在的濃度。

常見問題（FAQ）

反應商 Q 的公式是什麼？

對於一般反應 aA + bB ⇌ cC + dD，反應商為 Q = ([C]^c · [D]^d) / ([A]^a · [B]^b)，其中方括號表示目前的莫耳濃度，指數為平衡方程式中的化學計量係數。它與平衡常數的形式完全相同，但濃度是在所考慮的時刻量測，而非在平衡狀態。

Q 與 K 有何不同？

Q 與 K 使用相同的代數式，但 K 使用平衡濃度，而 Q 使用任意時刻的濃度。對於特定反應在特定溫度下，K 為固定值；Q 則隨反應進行而持續變化，只有在系統達到平衡時才等於 K。

比較 Q 與 K 如何預測反應方向？

若 Q < K，表示產物相對過少，反應會向正方向（向右）進行以生成更多產物。若 Q > K，表示產物相對過多，反應會向逆方向（向左）進行以重新生成反應物。若 Q = K，正逆反應速率已達平衡，系統處於平衡狀態。

Q 等於 K 代表什麼？

當 Q = K 時，系統處於平衡：產物與反應物濃度的比值已與平衡常數相符，因此兩個方向都沒有淨變化。正逆反應仍以相同速率持續進行，使濃度保持不變。