014(4-4可逆反應與平衡) - 阿賢老師的理化教學網站

反應平衡狀態：在一可逆反應中，達到正反應的速率等於逆反應的速率的狀態。

此時正. 逆反應仍持續進行，處於一種動態的平衡。

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一般可以雙箭頭符號「⇄」表示。

如下反應：  (1)物理變化：水⇄水蒸氣        [水→水蒸氣：正反應(蒸發)；水←水蒸氣：逆反應(凝結)]  (2)化學變化：氯化亞鈷晶體⇄無水氯化亞鈷+水        [氯化亞鈷晶體：紫紅色；無水氯化亞鈷：藍色]  2. 反應平衡狀態：在一可逆反應中，達到正反應的速率等於逆反應的速率的狀態。

此時正.逆反應仍持續進行，處於一種動態的平衡。

如下反應：  (1)密閉容器(旋緊瓶蓋的寶特瓶)中的水，放幾天後，可見瓶身內壁有小水滴附著，但水量幾乎不變， 是因為水蒸發與水蒸氣凝結仍持續進行，且相同時間內水蒸發成水蒸氣的分子數量 與水蒸氣凝結成水的分子數量相等，也就是水的蒸發速率等於水蒸氣的凝結速率， 此時，已達平衡狀態。

  (2)若將上述的寶特瓶的瓶蓋打開，水蒸氣散逸至瓶外，所以水量不斷減少， 此時，水蒸發的速率大於水蒸氣凝結的速率，無法達到平衡狀態。

  (3)將溶質(如硝酸鉀.糖.食鹽等)持續加入定量的水中，直到形成飽和溶液， 此時溶質的溶解速率等於溶質的沉澱速率，也是一種動態的平衡。

  (4)化學反應的平衡狀態：以大理石與鹽酸的反應為例說明： a.現象觀察：  a1.反應初期：將大理石(碳酸鈣)放入廣口瓶中，倒入稀鹽酸後立刻用瓶蓋緊閉，                                       會有大量的二氧化碳氣泡產生；            a2.平衡狀態：經過一段時間後，二氧化碳氣泡生成的速率減緩，最後看不到二氧化碳生成，並且生成白色碳酸鈣沉澱；a3.平衡破壞：將瓶蓋再度打開，二氧化碳又開始產生。

b.化學反應式：CaCO3+2HCl ⇄ CaCl2+H2O+CO2↑c.現象解釋：c1.反應初期：反應物濃度較大，正反應速率較快；c2.平衡狀態：經過一段時間，反應物濃度降低，正反應速率變慢，而生成物濃度增加，逆反應速率變快，當正反應速率等於逆反應速率時，即達平衡狀態，反應物及生成物的濃度將保持不變；        c3.平衡破壞：當瓶蓋再度打開，二氧化碳會逸散至瓶外，瓶內二氧化碳濃度降低， 使逆反應速率變慢，無法保持原來的平衡狀態，故又看到二氧化碳冒出。

  (5)含有氣態反應物或生成物的可逆反應，必須在密閉條件下，才能達到平衡。

  (6)一般可逆反應中，如果將生成物不斷移去，逆反應便無法進行，反應結束後，仍無法達到平衡狀態。

 3. 改變平衡狀態的因素：包括濃度.溫度.壓力..等。

  (1)濃度：以鉻酸鉀加酸或鹼的反應來說明：化學反應式：2CrO42-+2H+⇄Cr2O72-+H2O                   (鉻酸根：黃色)          (二鉻酸根：橘紅色)   b.將鉻酸鉀(K2CrO4)加入水中時，鉻酸鉀會解離出無色的鉀離子(K+)及黃色的鉻酸根離子(CrO42-)，而形成黃色溶液；c.加入酸性物質(含H+)後，溶液中的氫離子濃度變大，反應傾向右方進行，使得橘紅色的二鉻酸根離子增加，因此，溶液由黃色變為橘紅色，達到一平衡狀態。

   d.再將鹼性物質(含OH-)加入橘紅色溶液中，氫氧根離子與氫離子酸鹼中和後， 使溶液中氫離子的濃度變小，反應傾向左方進行，使得鉻酸根離子增加， 因此溶液又變回黃色，直到達成一新的平衡狀態。

  (2)溫度：以密閉容器中裝入二氧化氮在溫度改變時，變成  四氧化二氮的反應來說明：        a. 化學反應式：2NO2⇄N2O4+熱量        (二氧化氮：紅棕色)  (四氧化二氮：無色)b.將裝有紅棕色二氧化氮氣體的密閉燒瓶放入冰水中，此時溫度降低，反應傾向右方進行，無色的四氧化二氮的分子增加，瓶內的顏色逐漸變淡；c.再將燒瓶放入熱水中，因溫度升高，反應傾向左方進行，紅棕色的二氧化氮分子數增加，所以瓶內的氣體顏色再度變深。

  (3)壓力：以密閉容器中裝入氮氣.氫氣及氨氣(已達平衡)，保持溫度不變下,改變容器的體積，以改變容器內氣體壓力來說明三者的反應速率與濃度關係：化學反應式：N2+3H2 ⇄2NH3增加容器內壓力(減少容器體積)時，平衡會向氣體莫耳數(係數和)較少的一方移動，      即此反應會向生成物(氨氣)的一方移動，正反應的速率會大於逆反應速率      (兩者的反應速率皆大於原來的反應速率)，故達新平衡時，氨氣濃度會增加，       而氮氣與氫氣的濃度會降低(但比原來的濃度大)。

   c.減少容器內壓力(增加容器體積)時，平衡會向氣體莫耳數(係數和)較多的一方移動，       即此反應會向反應物(氮氣+氫氣)的一方移動，逆反應的速率會大於正反應的速率     (兩者的反應速率皆小於原來的反應速率)，故達新平衡時，氮氣與氫氣的濃度會增加     (但比原來的濃度小)，而氨氣的濃度會降低。

*課文重點複習:Google試算表表單 Signin|RecentSiteActivity|ReportAbuse|PrintPage|PoweredByGoogleSites