《化学动态平衡》PPT课件.ppt

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1、Ch41動態平衡Dynamicequilibrium日常生活中有很多平衡的例子。圖1當進入泳池的水的速率與離開泳池的水的速率相等，水位便達致平衡狀態。不可逆反應irreversiblereaction以下是一些不可逆反應的例子：金屬與稀氫氯酸的反應Mg(s)+2HCl(aq)MgCl2(aq)+H2(g)有些反應只會向着一個方向進行。反應物會完全變為生成物(即反應是完全的)。稀氫氯酸氫氣氣泡鎂帶圖2鎂帶與稀氫氯酸反應，生成氯化鎂溶液和氫氣。酸鹼中和作用HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)鐵的生銹4Fe(

2、s)+3O2(g)+2nH2O(l)2Fe2O3·nH2O(s)圖3鐵露置於濕潤的空氣中會與氧和水反應，生成鐵銹。可逆反應reversiblereaction這些反應能向左右任何一個方向發生，視乎反應條件而定。這些反應可用以下方程式表示：A+BC+D反應是可逆的反應物生成物(正向反應)生成物反應物(逆向反應)⇌為方便起見，我們常把可逆反應方程式左方的物質稱為「反應物」，在右方的物質稱為「生成物」。學習錦囊以下是一些可逆反應的例子：酯化作用esterification(生成酯ester)CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l)⇌

3、CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l)乙酸乙醇乙酸乙酯ethylethanoate(酯的一種)濃硫酸在反應中作為催化劑catalyst。碳酸鈣的熱分解作用thermaldecomposition把碳酸鈣樣本放入密封的容器內，然後加熱至大約825°C，碳酸鈣分解成固態氧化鈣和二氧化碳。氧化鈣和二氧化碳會同時在容器內反應，再次生成碳酸鈣。CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)結果，反應混合物含有這三種物質。圖4在密封容器內進行的碳酸鈣的熱分解作用是不完全的。密封的容器CaCO3(s)加熱加熱CO2分子CaCO3(s)和CaO

4、(s)的混合物氨的工業製備(哈柏法)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)實驗的條件：450°C和200大氣壓強催化劑：碎鐵乙酸的電離作用乙酸分子在水中會輕微電離，生成乙酸根離子和氫離子。CH3COOH(aq)⇌CH3COO–(aq)+H+(aq)結果，所得溶液主要含有乙酸分子和極小比例的乙酸根離子和氫離子。圖5乙酸的電離作用是可逆反應。CH3COOH分子乙酸溶液CH3COO離子H+離子_______________只會向着一個方向進行，而且反應是完全的。_______________會向左右任何一個方向進行，而且反應是不完全的

5、。不可逆反應可逆反應參考以下反應：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)(a)這個反應是不是可逆的？何以見得？課堂練習1(a)是，這是可逆反應。「」這個符號表示反應能向左右任何一個方向發生。參考以下反應：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)(b)上述SO3的分解作用是正向反應還是逆向反應？課堂練習1(b)逆向反應參考以下反應：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)(c)寫出正向反應和逆向反應中的反應物和生成物。課堂練習1(c)正向反應：反應物是SO2和O2；生成物是SO3逆向反應：反應物是SO3；生成物是SO2和O2化

6、學平衡的動態本質當某化學體系的正向反應的速率相等於逆向反應的速率時，體系便達致化學平衡狀態。這時，化學體系中並沒有可觀察的變化。然而，由於正向反應和逆向反應仍在不斷進行。化學平衡的本質是動態的。跑步的方向輸送帶移動的方向假設女子跑步的速率與輸送帶移動的速率相等，只是它們的移動方向剛好相反。女子和輸送帶的運動已達致動態平衡狀態。你認為我們在本章開始時提及的噴泉，是否已達致動態平衡狀態呢？為甚麼？試想想試想想是。這是因為流水進入水池的速率與它離開水池的速率是一樣的。考慮以下的反應：N2O4(g)⇌2NO2(g)無色棕色把少量液態N2O4

7、(沸點=21°C)加入維持於40°C的密封容器內(密閉體系)，液體會立即汽化。正向反應(分解作用)迅速發生。反應開始時，N2O4的濃度是最高的。N2O4(g)⇌2NO2(g)無色棕色時間時間(a)反應開始時，N2O4的濃度是最高的。(b)當生成的NO2的數量漸漸增加時，混合物的顏色變為淺棕色。隨着反應進行，N2O4的濃度逐漸下降，NO2的濃度逐漸上升。N2O4(g)⇌2NO2(g)無色棕色N2O4的濃度逐漸下降時，正向反應的速率會變得較低。與此同時，NO2的濃度逐漸上升時，逆向反應的速率會變得較高。最後，正向反應的速率等於逆向反應的

8、速率。體系達致平衡狀態。N2O4(g)⇌2NO2(g)無色棕色處於平衡狀態時，由於N2O4及NO2的濃度維持不變，故棕色的混合物的顏色會持續不變。時間時間(c)達致平衡狀態(d)處於平衡狀態時，由於N2O4及NO2的濃度維持不變，故棕