第四節 密閉體系的重要性
實例一:氫和碘的反應

將氫和碘的混合氣體分別通入完全相同的密閉容器中,加熱后撤去其中一體系的密封蓋。觀察兩個反應體系的變化,回答下列問題:

  1. 密閉容器中,氫和碘
    • 不能
    合成碘化氫;敞開體系中,氫和碘
    • 不能
    合成碘化氫。 
  2. 密閉容器中,最終
    • 不能
    達至動態平衡;敞開體系中,最終
    • 不能
    達至動態平衡。 
  3. 對比上述兩個反應體系,說明對於氣相體系,可逆反應能夠在
    • 密閉
    • 敞開
    • 密閉和敞開
    體系中進行。 

結論:

氫和碘合成碘化氫的反應,只能在密閉體系內進行,並最終達至動態平衡。

有些可逆反應(一般反應物為氣體的過程)只能在密閉容器中進行,並最終達至動態平衡。這是因為氣體反應物會直接與外界進行氣體交換,而無法進行化學反應。

密閉體系和敞開體系中,氫和碘的反應
實例二:氯化銨分解

將等量的氯化銨固體分別加入密閉容器和敞開容器中,然後加熱使之分解。觀察兩個反應體系的變化,回答下列問題:

  1. 密閉容器中,氯化銨
    • 不能
    分解為氯化氫和氨;敞開容器中,氯化銨
    • 不能
    分解為氯化氫和氨。 
  2. 密閉容器中,最終氯化銨
    • 不能
    完全分解;敞開容器內,最終氯化銨
    • 不能
    完全分解。 
  3. 密閉容器中,最終
    • 不能
    達至動態平衡;敞開容器內,最終
    • 不能
    達至平衡狀態。 
  4. 對比上述兩個反應體系,說明對於有氣體參與的化學反應,密閉體系內進行的是
    • 可逆反應
    • 不可逆反應
    ;但在敞開體系中則是
    • 可逆反應
    • 不可逆反應
     

結論:

氯化銨受熱分解過程,在密閉體系中進行時,表現為可逆反應;而在敞開體系中進行時,則表現為不可逆反應。

有些化學反應在密閉體系中進行時,不會與外界發生氣體交換,從而維持物質濃度的恆定,表現為可逆反應;而在敞開體系中進行時,由於與外界存在氣體交換,無法維持物質濃度的恆定,表現為不可逆反應

值得注意的是,對於不涉及氣體參與的化學反應(例如,弱酸弱鹼在水溶液中的部分離解),即使在敞開體系中也不易發生物質交換,因而一般不會對體系的密閉性有嚴格要求。

密閉和敞開體系中,氯化銨的分解
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