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化學平衡平衡 Equilibrium微粒模型 Particle Model

平衡 × 體積

Equilibrium · Volume / Pressure

互動 simulation：N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ vs H₂ + I₂ ⇌ 2HI。拉個 piston 壓細 / 放大 gas container — Haber Δn = −2，壓細會 shift right [NH₃] 升；H₂+I₂ Δn = 0，壓細之後 species 比例完全冇變。T10_P2 §3.3 嘅 5★★ trap：壓 volume 之前 MUST 先睇 Δn(gas)。

Interactive simulation

Δn(gas) = -2 — 壓細 V → shift right（mol 少嗰邊）

反應 · ReactionΔn(gas) 對比
V · VolumeΔn = -2
5.00dm³
總 mole
3.790 mol
觀察 Kc
6.34 × 10⁻²

理論 Kc = 6.34 × 10⁻² dm⁶ mol⁻² — 拉 V slider 後仍然 hold。

容器體積 V · Container Volumedm³（log scale）
5.00

拉左壓細，拉右放大。Re-equilibrate 動畫 ~600ms。

當前 EQ · Species at Equilibrium
[N₂]1.79 × 10⁻¹
[H₂]5.37 × 10⁻¹
[NH₃]4.19 × 10⁻²
重設至預設 V = 5 dm³

壓 volume 之前 — 先數 Δn(gas)

Δn(gas) = mol 產物 − mol 反應物（只計 gas phase）。

  • Haber：N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃，Δn = 2 − 4 = −2 → 壓細 volume = shift 去 mol 少嗰邊 = right
  • H₂+I₂：H₂ + I₂ ⇌ 2HI，Δn = 2 − 2 = 0 → 壓 volume 完全唔 shift

數學原因：Kc = [HI]² / ([H₂][I₂])，將 [X] = n / V 代入後 V 上下抵消， 所以平衡 mole 數比例同 V 無關。

玩咩好？

  1. 預設 Haber V = 5.0 dm³ — 拉去 1.0 dm³ 壓細，留意 [NH₃] 升、Kc 不變
  2. 拉返去 10 dm³ 放大 — 反方向 shift left，[NH₃] 跌
  3. Toggle 去 H₂+I₂ trap reaction：再拉 V slider — 留意 species mole 比例完全冇變
  4. 對比兩個反應嘅 particle field：Haber 壓細 → 紅 NH₃ 多咗， H₂+I₂ 壓細 → 全部 species 一齊密啲，比例不變