DSE 化學｜化學平衡與勒沙特列原理備課指引（導師用）｜Kc＝64、轉化率 80% 與哈伯法 15% 產率

2026-11-03

學生識背「平衡時正逆反應速率相等」，但一做 ICE 表就把初始摩爾數當成平衡濃度。這一堂用一組 0.50、0.50、0.80 的數字，把 Kc 從定義做到 64，再回頭解釋工業為何要犧牲產率。

本堂目標　學生能夠：① 用「正逆反應速率相等、濃度不再改變」說明平衡是動態而非停止；② 由初始濃度與平衡濃度建 ICE 表，寫出 Kc 表達式並算出 64；③ 用勒沙特列原理判斷濃度、壓力、溫度改變後平衡移動方向，並解釋哈伯法為何只取 15% 單程產率。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
可逆反應	可逆反應的符號與意義	⇌ 表示正逆反應同時進行
摩爾濃度	濃度的單位與算法	mol dm⁻³，摩爾數除體積
放熱反應	ΔH 為負代表什麼	放熱，生成物能量較低

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–8 分	平衡是什麼	動態平衡、速率相等、濃度不變	講清「仍未停」
8–20 分	ICE 表	初始、變化、平衡三行	變化行跟係數比例
20–32 分	Kc 計算	代入平衡濃度，得出 64	只用平衡濃度，不用初始
32–42 分	勒沙特列原理	濃度、壓力、溫度三類改變	Δn 為 0 時加壓不移動
42–52 分	哈伯法取捨	低溫高壓有利，但速率太慢	催化劑不改變 Kc
52–60 分	離場檢查	三題即場作答	80% 轉化率要講得出來

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：第一幕：平衡是動態，不是反應停下來

先叫學生講「平衡」兩個字的意思，十個有八個會答「反應停咗」。要糾正的是：平衡時正反應與逆反應仍在進行，只是速率相等，所以各物質濃度不再改變。
用一個具體講法：同一扇門，一分鐘入十個人、出十個人，房內人數不變，但人不斷流動。這就是動態平衡。
再補一句考試語言：平衡時正逆反應速率相等（不是零），系統封閉，溫度不變，宏觀性質（顏色、壓力、濃度）保持穩定。

黑板一句：速率相等，濃度不變。

第二幕：第二幕：ICE 表與 Kc，數字要一步一步落

寫出 H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)，初始各 0.50 mol dm⁻³，平衡時 HI 為 0.80。
變化行跟係數：HI 由 0 升到 0.80，即生成 0.80，反應物各消耗 0.40（係數比 1:1:2）。平衡時 H₂ 與 I₂ 各剩 0.10。
Kc ＝ [HI]² ÷ ([H₂][I₂]) ＝ 0.80² ÷ (0.10 × 0.10) ＝ 0.64 ÷ 0.01 ＝ 64。
轉化率＝ 0.40 ÷ 0.50 × 100% ＝ 80%，同時提醒：Kc 無單位（本題）是巧合，一般情況要帶單位。

要求學生自己由 0.80 算出 Kc＝64。

第三幕：第三幕：勒沙特列原理與工業取捨

勒沙特列原理一句話：系統受擾動，會向抵消該擾動的方向移動。
加反應物 → 向右；減生成物 → 向右；加壓 → 向氣體摩爾數較少的一邊（本題兩邊都是 2，所以不移動，這是最多人錯的地方）；升溫 → 向吸熱方向（本題正反應放熱，所以升溫向左，Kc 變小）。
哈伯法 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃，ΔH ＝ −92 kJ mol⁻¹：低溫有利產率但速率太慢，所以實際用 450°C、200 atm、鐵催化劑，單程產率約 15%，未反應氣體循環再用。催化劑只加快達到平衡，不改變 Kc 與產率。

記住：Δn＝0，加壓不移動。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
ICE 表	由初始與平衡濃度求 Kc	寫三行、按係數換算、只代平衡值	0.80² ÷ (0.10 × 0.10) ＝ 64
判斷移動	加壓後平衡方向	先數兩邊氣體摩爾數	兩邊都是 2，不移動
溫度影響	升溫後 Kc 如何變	先判斷正反應吸熱或放熱	放熱 → 升溫 Kc 變小
工業題	哈伯法為何不用更低溫	產率與速率的取捨	低溫速率太慢，取 450°C

合理性檢查（一定要教）：Kc 只用平衡濃度：把 0.50 代入會得 2.56，不是 64。
壓力改變要先數氣體摩爾數：Δn ＝ 0 時加壓不移動，只加快到達平衡。
催化劑不改變 Kc、不改變產率，只缩短時間。
轉化率是消耗量除初始量：0.40 ÷ 0.50 ＝ 80%，不是 0.80 ÷ 0.50。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
Kc 的值	64	0.80² ÷ (0.10 × 0.10)
H₂ 的轉化率	80%	0.40 ÷ 0.50 × 100%
平衡時 HI 摩爾數（1 dm³）	0.80 mol	濃度乘體積
加壓一倍後 Q 與 Kc 的關係	Q ＝ Kc，不移動	分子分母同時乘 4

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
把初始濃度代入 Kc	答 2.56 或 6.4	「Kc 只認平衡那一行，初始那一行係歷史，唔係現況。」
以為加壓一定向右	答「加壓向生成物」	「先數兩邊氣體分子，呢題兩邊都係 2，加壓只係快啲到，唔會移。」
把催化劑當成提高產率	答「加催化劑令平衡右移」	「催化劑開快車，但唔改目的地，Kc 一樣。」
轉化率用生成物計	答 160%	「轉化率講反應物消耗咗幾多，唔係生成咗幾多。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

中學化學章節索引　第 1–4 題（ICE 表與 Kc）
中學備課指引總覽　第 5–6 題（移動方向判斷）
DSE 化學課程練習　第 7 題（哈伯法取捨，寫 60 字）

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
Kc 的值	64	答錯＝重做 ICE 表
Δn ＝ 0 加壓的結果	不移動，只加快	答錯＝重講第三幕
哈伯法單程產率	約 15%	答不出＝回到工業取捨

09　導師常問

平衡時反應真的停了嗎？

沒有停。正逆反應仍在進行，速率相等，所以濃度不變，這是動態平衡。

Kc 會隨濃度改變嗎？

不會。Kc 只隨溫度改變；濃度改變會令 Q 偏離 Kc，系統再移動到新的平衡。

催化劑為什麼不影響產率？

催化劑同時加快正逆反應，到達平衡的時間縮短，但平衡位置與 Kc 不變。

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本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。