选修化学(上)化学平衡.PDF

選修化學(上)講義 編者：陳義忠 16 選修化學(上) 第二章 化學平衡 2-1 可逆反應與化學平衡 1. 氫與碘反應生成碘化氫，0.5 莫耳氫與 0.5 莫耳碘若完全反應，理論上應 可生成 1 莫耳碘化氫，但在 448℃，1 公升密閉容器中，0.5 莫耳氫與 0.5 莫耳碘反應，實際上只生成 0.78 莫耳的碘化氫，同時尚有 0.11 莫耳的氫 及 0.11 莫耳的碘未反應，這是什麼原因?將 1 莫耳的碘化氫在 448℃，1 公升密閉容器中，過一段時間後，發現容器中碘化氫只剩 0.78 莫耳，同 時則產生 0.11 莫耳氫及 0.11 莫耳碘，這個結果與氫、碘生成碘化氫的反 應結果相同，這又是什麼原因? 2. 可逆反應： (1) 大部分的化學反應中，反應物之間互相反應生成生成物(正反應) ，而生 成物之間亦能互相反應生成原反應物(逆反應) ，這類正、逆反應可同時 進行的反應稱為可逆反應。 (2) 表示如 aA+bB cC+dD ，其中 代表正逆方向的反應。 3. 化學平衡： (1) 當一可逆反應的正反應速率等於逆反應速率時，此化學反應達到平衡。 (2) 巨觀而言 ，化學平衡時 ，反應物的量不再減少 ，生成物的量也不再增加 ， 看似反應停止不動。如上例中 H2(g) + I2(g) 2HI(g) ，氫及碘最後都維持 一定的剩餘量，而碘化氫的生成量也維持一定。 選修化學(上)講義 編者：陳義忠 17 (3) 微觀而言 ，化學平衡時 ，反應物仍不斷地反應成生成物 ，而生成物也同 時反應成反應物， 只是達到動態平衡。 (4) 化學平衡的條件 ：在密閉系統中 ，溫度一定 ，而且必須是一個可逆反應 ， 否則無法達成平衡。 4. 平衡動力論： (1) 反應 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 的反應速率變化圖如下： (2) 初反應時 ，反應物的濃度高 ，正反應的速率遠大於逆反應速率(逆反應速 率=0) ，隨反應的進行，反應物的濃度下降，生成物的濃度上升，因此 正反應的速率逐漸下降 ，而逆反應的速率逐漸上升 ，當正、逆反應的速 率相等時 ，系統即達到化學平衡。此時 ，反應物及生成物的濃度都不再 改變，而維持一定。 5. 平衡常數 KC ： c d [ ] [ ] C D (1) 反應式 aA+bB cC+dD ，當反應達平衡時，可得 ， K C a b [ ] [ ] A B 此 KC 稱為平衡常數。 k1 a b (2) 對可逆反應 aA+bB cC+d