將裝有冰水混合物的密封箱,置於 \(0{{\ }^{\text{o}}}\text{C}\) 下,冰和水是否會發生甚麼變化呢?分別從宏觀和微觀的角度,觀察右側的動畫,並回答下面的問題。
在密閉容器中,氫和碘可以合成碘化氫。仔細觀察右側的動畫,比較密閉體系和敞開體系之間的區別並回答下列問題。
密閉反應體系中,包含以下哪些物種?
\({{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\)
\({{\text{I}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\)
\(\text{HI}\left( \text{g} \right)\)
密閉反應體系中,包括以下哪項/哪些反應過程?
氫和碘反應,生成碘化氫
碘化氫分解,生成氫和碘
比較密閉體系內氫和碘的反應以及鈉和水的反應,以下哪些描述是正確的?
鈉完全消耗,而氫和碘不能
氫氧化鈉不會轉化為鈉和水,而碘化氫可以轉化為氫和碘
氫和碘不能完全消耗是因為反應時間不足
有些反應,在一定的條件下可以相互轉化。在反應體系中,既存在反應物轉化為生成物的過程,亦存在生成物轉化為反應物的過程。這樣的反應稱為可逆反應。
書寫可逆反應的化學反應式,就是用「\(\rightleftharpoons\)」代替原本的「\(\to \)」, 即:
\[\text{反應物}\ \rightleftharpoons \ \text{生成物}\]其中:
例如,氫和碘合成碘化氫的反應可用下面的反應式來描述:
\[{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ {{\text{I}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{2HI}\left( \text{g} \right)\]請同學們點擊右側的相應部分,了解可逆反應的特點以及與之相關的概念和判定方法。
可逆反應,既可以由左至右進行,也可以由右至左進行。爲了方便描述,將其分別定義為正向反應和逆向反應。其中:
可以看出:正向反應的反應物就是逆向反應的生成物;而逆向反應的反應物就是正向反應的生成物。 即:反應物和生成物的角色發生了對調。
例如,氫和碘反應合成碘化氫的可逆反應:
\[{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ {{\text{I}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{2HI}\left( \text{g} \right)\]判斷化學反應是否屬於可逆反應,必須滿足兩個條件:
例如,氫在氧中燃燒可以生成水,而電解水可以生成氫和氧。但是由於反應條件不同,兩者不是互為可逆的反應。
酯化反應(例如:乙酸和乙醇):
\(\text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COOH}\left( \text{l} \right)\ \text{+}\ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{5}}}\text{OH}\left( \text{l} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COO}{{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{5}}}\left( \text{aq} \right)\ \text{+}\ {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\)
弱酸的離解(例如:醋酸離解):
\(\text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{COOH}\left( \text{aq} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{CO}{{\text{O}}^{-}}\left( \text{aq} \right)\ \text{+}\ {{\text{H}}^{\text{+}}}\left( \text{aq} \right)\)
弱鹼的離解(例如:氨水離解):
\(\text{N}{{\text{H}}_{\text{3}}}\left( \text{aq} \right)\ \text{+}\ {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{N}{{\text{H}}_{\text{4}}}^{\text{+}}\left( \text{aq} \right)\ + \text{O}{{\text{H}}^{-}}\left( \text{aq} \right)\)
其它(例如:二氧化硫合成三氧化硫和合成氨):
\(\text{2S}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ {{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{2S}{{\text{O}}_{\text{3}}}\left( \text{g} \right)\)
\({{\text{N}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ \text{3}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \rightleftharpoons \ \text{2N}{{\text{H}}_{\text{3}}}\left( \text{g} \right)\)