1 / 23

3-2 化學反應式與平衡

3-2 化學反應式與平衡. 當物質發生化學變化時，常發生巨觀性質的改變。如生成 沉澱 、 能量的變化 、 顏色改變 及 生成氣體 ⋯ ⋯ 等。根據上述的現象，化學家嘗試將化學反應以 化學反應式 來描述，做為在討論化學反應時的共同語言。 3 - 2.1 化學反應表示法 3 - 2.2 化學反應式的平衡. 沉澱 顏色變化. 能量變化. 能量變化. 生成氣體. 3-2 化學反應式與平衡. 學習目標：. 認識化學反應式的意義， 及學習如何平衡化學反應式. 3-2.1 化學反應表示法. 1. A 、 B 稱為 反應物 ，若有兩種或兩種以上反應物，. ⇒ 以「 + 」連接.

xarles
Download Presentation

3-2 化學反應式與平衡

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 3-2化學反應式與平衡 當物質發生化學變化時，常發生巨觀性質的改變。如生成沉澱、能量的變化、顏色改變及生成氣體⋯ ⋯等。根據上述的現象，化學家嘗試將化學反應以化學反應式來描述，做為在討論化學反應時的共同語言。 3-2.1化學反應表示法 3-2.2化學反應式的平衡 沉澱 顏色變化 能量變化 能量變化 生成氣體

  2. 3-2化學反應式與平衡 學習目標： 認識化學反應式的意義， 及學習如何平衡化學反應式

  3. 3-2.1化學反應表示法 1.A、B稱為反應物，若有兩種或兩種以上反應物， ⇒以「+」連接 2.C、D稱為產物，若有兩種或兩種以上產物， ⇒以「+」連接 3.「→」反應方向，若有特殊反應條件，則在箭頭上方(或下方)表示。 ⇒反應條件如：溫度、壓力與催化劑等

  4. 3-2.1化學反應表示法 4. a、b 、c 、d稱為平衡係數，表示反應物與產物反應前後的莫耳數關係。 5.反應物與產物的物理狀態，則以縮寫符號表示， • 「s」： • 「aq」： • 「g」： • 「l」： 固態 (solid) 水溶液 (aqueous) 氣態 (gas) 液態 (liquid)

  5. 以氫氣在空氣中燃燒產生水蒸氣為例： 反應物 產物 2個氫分子與 1個氧分子反應產生 2個水分子 2莫耳氫分子與 1莫耳氧分子反應產生 2莫耳水分子 4.04克 H2與 32.00克 O2反應產生 36.04克 H2O • 加上物理狀態

  6. 固態的氧化汞分解成液態汞金屬與氧氣： • 加熱氯酸鉀製備氧氣，以二氧化錳為催化劑： • 反應條件不同時，反應往往會有不同的結果，以氨氣與氧氣的反應為例：

  7. 範例 3-5 哈柏法製氨(Haber process)，是在鐵粉催化下，將壓力控制在 350 atm、溫度控制在 500 ℃，使氮氣與氫氣反應成氨。反應中，每消耗 1 莫耳氮氣和 3 莫耳氫氣可產生 2 莫耳氨氣。就前述所學，寫出此一化學反應式。 解答

  8. 練習題 3-5 碳酸氫鈉(NaHCO3)俗稱小蘇打，常作為胃藥中的制酸劑成分。每莫耳碳酸氫鈉可中和 1 莫耳鹽酸，而產生 1 莫耳氯化鈉和 1 莫耳水，並釋出 1 莫耳二氧化碳氣體。寫出上述反應的化學反應式。 解答

  9. 3-2.2化學反應式的平衡 反應式的係數必須平衡，以便滿足下述條件： 1.原子不滅：反應前後原子的種類不變和數目相等。例如：2H2 +O2 → 2H2O ★反應前後 H原子與 O原子的數目不變。 2.電荷不滅：反應前總電荷數等於反應後的總電荷數。例如：Cu +2Ag + →Cu2++2Ag ★化學反應式左右兩邊的總電荷數相等。 常用的化學反應式平衡方法有： 觀察法、代數法、氧化數法和半反應法。 氧化還原，以後學

  10. 以觀察法平衡化學反應式 以汽油成分之一的液態辛烷(C8H18)燃燒反應為例 步驟1 寫出包含反應物和產物的未平衡化學反應式 步驟2 若在反應式兩邊各僅有一化合物含有此元素時，就先將含此元素原子數多者之係數定為1

  11. ★係數1者省略並平衡左右兩邊的C與H： 步驟3 若在化學反應式兩邊的一方有單獨的元素時，最後才平衡它 ★平衡左右兩邊的O：

  12. 步驟4 平衡反應式的係數若有分數時，則所有係數乘上適當的倍數，使其成為最簡單整數比 步驟5 將反應式兩邊每一種原子數加總，確認反應式已完成平衡 C：2×8＝16 × 1 ＝16個碳原子 H：2×18＝18×2＝36個氫原子 O：25×2＝16×2+18×1＝50個氧原子

  13. 以代數法平衡化學反應式 以水合硫酸四氨銅受熱分解的反應為例 步驟1 寫出包含反應物和產物的未平衡化學反應式 步驟2 設立未知數，以x、a、b、c、d、e分別代表反應式中由左而右各物質的係數

  14. 步驟3 利用原子不滅與電荷不滅建立聯立方程式 Cu：x＝a N：4x＝c + d H：14x＝3d + 2e S： x＝b O：5x＝a + 2b + c + e

  15. 步驟4 解出各係數的最簡單整數比 Cu：x＝a 1.令x = 1 N：4x＝c+d 2.解得a = 1，b = 1， H：14x＝3d+2e c = 2/5，d = 18/5，e = 8/5 S： x＝b 3.故 x：a：b：c：d：e O：5x＝a+2b+c+e =1：1：1：2/5：18/5：8/5 =5：5：5：2：18：8

  16. 步驟5 將反應式兩邊每一種原子數加總，確認反應式已完成平衡 Cu：5 × 1＝5 × 1＝5個銅原子 N：5 × 4＝2 × 1 + 18 × 1＝20個氮原子 H：5 × 4 × 3 + 5 × 2＝18 × 3 + 8 × 2 ＝70個氫原子 S： 5 × 1＝5 × 1＝5個硫原子 O：5 × 4 + 5 × 1＝5 × 1 + 5 × 2 + 2 × 1 + 8 × 1＝25個氧原子

  17. 範例3-6 在實驗室中，將橘色二鉻酸銨((NH4)2Cr2O7)固體加熱分解，會產生綠色的三氧化二鉻、氮氣及水蒸氣，造成類似火山爆發的景象，試平衡此化學反應式。

  18. 解答：觀察法 (1) 將(NH4)2Cr2O7之係數定為1： (2) 依據原子不滅，平衡左、右兩邊的原子：

  19. 解答：代數法 (1) 假設係數依次為： a、b、c、d (2) 依據原子不滅，平衡左、右兩邊的原子： N：2a＝2b 1.令a = 1 H：8a＝2d 2.解得b = 1，c = 1， d = 4 Cr：2a＝2c 3. a：b：c：d =1：1：1：4 O：7a＝3c + d

  20. 練習題 3-6 鹽酸與硫代硫酸鈉反應，其未平衡之反應式如下： 以代數法平衡之 解答 (1) 假設係數依次為： x、a、b、c、d、e (2) 解法如前所述，解得 x：a：b：c：d：e =2：1：2：1：1 ：1

  21. 學習成果評量 以「觀察法」平衡以下化學反應式： (1) CH3OH + O2 → CO2 + H2O (2) HCl + KMnO4 → Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O 解答 (1) 2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O (2) 16HCl + 2KMnO4 → 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O

  22. 以「代數法」平衡以下化學反應式： (1) Cu + HNO3→ Cu(NO3)2 + NO2 + H2O (2) (NH4)2SO4 + K2HgI4 + KOH → NHg2I‧H2O + KI + K2SO4+ H2O 解答 (1) aCu + bHNO3→cCu(NO3)2 + dNO2 + eH2O 令 b = 1 Cu：a＝c 解得a = 1/4，c = 1/4， N：b＝2c + d d = 1/2，e = 1/2 H：b＝2e 故 a：b：c：d：e O：3b＝6c + 2d + e =1/4：1：1/4：1/2：1/2 =1：4：1：2：2

  23. 解答 (2) a(NH4)2SO4 + bK2HgI4 + cKOH →dNHg2I‧H2O + eKI + fK2SO4+ gH2O N：2a＝d H：8a + c＝2d + 2g S：a＝f O：4a + c＝d + 4f + g K：2b + c＝e + 2k Hg：b＝2d I：4b＝d + e 令 a = 1 解得 b = 4，c = 8，d = 2 e = 14，f = 1，g = 6 故 a：b：c：d：e ：f ：g =1：4：8：2：14：1：6

More Related