一、 化學平衡

(一)可逆反應:

1.有些化學反應,除了可以向化學反應式的右邊進行反應(正反應),同時也可以向化學反應式的左邊進行反應(逆反應),這種反應稱為可逆反應。以「This is an images」表示可逆反應

2.可逆反應:凡是可正、逆兩方向進行的反應,稱為可逆反應。
AB  This is an images XY
向右(→)表示正反應,向左(←)表示逆反應。

3.例如:酯化反應即為一可逆的化學反應,其反應式為:

This is an images

4.化學平衡:在可逆反應中,當【正反應反應速率=逆反應反應速率】,即代表該反應已達成化學平衡狀態。(如圖二)

This is an images

R表示正反應反應速率;R表示逆反應反應速率。

1)達化學平衡狀態時,在微觀上,化學反應仍進行中,為一種【動態平衡】;在巨觀上,反應物及生成物同時存在系統中,且各物質的濃度、質量不會再隨時間而改變。

2)化學平衡條件須在【溫度均一】的【密閉系統】中。

 

二、 影響化學平的因素

(一)勒沙特列原理:

1.在平衡系統中加入某影響速率的因素,使平衡受到破壞,正、逆反應速率不相等,會使平衡產生移動。這些影響因素有【濃度】、【溫度】、【壓力】。

2.勒沙特列原理:對於一個已經達成平衡的系統加入一些因素(如上述第1點),則這些因素會破壞反應平衡而使某一方向(正或逆反應)的反應速率加速,而此一反應速率的加速以抵消外來因素為原則,此種關係稱為:勒沙特列原理。

3.例如

This is an images

的反應中,加入濃硫酸時,由於濃硫酸有脫水性,會使生成物中的H2O量減少,則反應速率會向有利於水的生成的反應方向加速,即向右(正反應速率)加速率。

4.承上第3點;加入濃硫酸會使反應向右加速,這會增加水的產量,但同時也增加了酯類,因此在酯化反應中加入濃硫酸有助於酯類的生成。

(二)改變反應速率的實例:

1.濃度對平衡的影響:

1)增加反應物或減少生成物的濃度,平衡向右方向移動。
例:
ABThis is an imagesCD
   
[A] ­瞬間,正反應速率加大、逆反應速率不變,平衡向右移動。

2)可逆反應鉻酸鉀和二鉻酸鉀的平衡:
減少反應物或增加生成物的濃度,平衡向左方向移動。
例: 
ABThis is an imagesCD
[A] ¯瞬間,正反應速率下降、逆反應速率不變,平衡向左移動。。

3)鉻酸鉀與硫酸的反應:
鉻酸鉀+硫酸 This is an images 二鉻酸鉀+硫酸鉀+水
(黃色)        (橘紅色)

4)上述離子反應式為:
This is an images

5)說明:在黃色的鉻酸鉀溶液中,若加入【硫酸】溶液,則反應平衡會向【】移動,水溶液的顏色會從黃色變成【橘紅色】。

6)若在橘紅色的二鉻酸鉀溶液中,加入【氫氧化納】鹼液,硫酸的濃度會降低(酸鹼中和),平衡會向【】移動,溶液從橘紅色變成【黃色】。

2.溴水的反應:(溴分子Br2的水溶液為紅棕色)
  This is an images

1)在溴水中若加入酸性溶液,則反應式中的OH會因酸鹼中和而減少,故反應方向會向補充OH的方向加速率,即正反應速率會加速,水溶液顏色會由紅棕色變為無色

2)承上敘述,若在反應中加入鹼性溶液,反應式中的OH會增加,則反應方向會向消耗OH的方向加速率,即逆反應速率會加速,水溶液的顏色會由無色變為紅棕色

3.溫度對平衡的影響:

1)溫度降低,有利於放熱反應。

2)溫度升高,有利於吸熱反應。

3)可逆反應的實例:二氧化氮和四氧化二氮反應的平衡。

This is an images

4)說明:加熱使【溫度上升】,有利於四氧化二氮分解成二氧化氮,顏色變成【紅棕色】;反之,若【溫度下降】,有利於二氧化氮化合成四氧化二氮,顏色變成【無色】。

4.壓力對平衡的影響:
縮小容器體積各氣體壓力增加,平衡由氣體莫耳數較多的一方往氣體莫耳數較少的一方移動

1)擴大容器體積各氣體壓力降低,平衡由氣體莫耳數較少的一方往氣體莫耳數較多的一方移動

2)可逆反應:氨氣製備的平衡。

This is an images

3)說明:當【容器體積縮小】時,反應中各氣體濃度(氣體壓力)上升,則反應平衡會向【】移動(即向右的正反應速率會加速)。

 

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