你问到的问题，牵涉到两个概念，一个是「平衡与限量试剂」， 一个是「反应速率与浓度」。现在我们来个阿骂也听得懂的教学版本吧！ ──────────────────────────────── 在我家的附近，有一家店专门卖「双蛋蛋饼」。什麽叫双蛋蛋饼呢？ 就是一张蛋饼要放两个蛋，然後切成五段。我们可以用这个反应式表示： 　　　　　　１饼皮　＋　２蛋　→　５小段蛋饼 一般情况下，老板对饼皮跟鸡蛋的数量当然会控制得很好。 如果买进１００张饼皮，就会买进２００个鸡蛋。所以整个反应式就是这样： 　　　　　　１饼皮　＋　２蛋　→　５小段蛋饼 反应前　　　１００　　　２００　　０ 反应量　　－１００　　－２００　＋５００ 反应後　　　　　０　　　　　０　　５００ 其中，反应前是没有蛋饼的，只有饼皮跟鸡蛋而已。反应中消耗了１００张饼皮， ２００个鸡蛋，制作出了五百段蛋饼，所以用加、减号来表示。最後鸡蛋跟饼皮 一起用完，所以都剩下０，而煎出了五百段蛋饼。 ──────────────────────────────── 如果某天，早餐店老板发烧，找人代班，代班的人可能就搞不清楚订货的方式了。 於是乎，代班的人订了１２０张饼皮，却只订了１６０个鸡蛋。一张饼皮要放两个蛋， 当然是鸡蛋先用完，用完的时候饼皮还剩下４０张。我们这样表示： 　　　　　　１饼皮　＋　２蛋　→　５小段蛋饼 反应前　　　１２０　　　１６０　　０ 反应量　　　－８０　　－１６０　＋４００ 反应後　　　　４０　　　　　０　　４００ 你应该已经发现了：一开始放入的量跟反应後的量，都不需要遵循１比２比５。 相对的，只有「反应掉，消耗掉，或生成的量」才需要遵循１比２比５。 这是很正常的现象，因为放入量可以随我们的喜好增减，但是反应却只以一定的比例 化合。反应前与反应後的量都不需要遵循反应系数比，只有消耗与生成量需要。 就是这一段的结论。 所以第一小题的答案当然不是Ａ，而是Ｂ。 在刚刚的图表里面，蛋是先耗完的，因此我们称她为「限量试剂」，反应於何时 结束，可以产出多少产物，都是由「限量试剂」决定的。因为鸡蛋只有１６０个， 而蛋饼的段数是鸡蛋的２。５倍，所以只能产出４００段蛋饼。 ──────────────────────────────── 接下来，我们来学习「反应平衡」这一回事。 阿骂喜欢打中国结，每个结必须要使用一段红绳跟五个珠子，可是阿骂毕竟年纪大了， 手不是很稳，打出来的结，每两个里面就有一个，会在一个小时内松掉。 就算那个结一个小时内没松掉，第二个小时也有一半的机率会松掉〈好惨....〉 所幸，阿骂打结很熟练，速度不慢，一个小时可以打廿个结。那些松掉的结， 阿骂到最後会把他重打一次。可是请注意，新打的结松掉的机率还是一样的高。 同时，我们假设一开始有红绳２００条，珠珠７００个。 我们很清楚这个反应的反应式是这样： 　　　　　　１红绳　＋　５珠珠　→　１中国结 反应前　　　２００　　　７００　　　　　　０ 第一个小时过後，变成这样 　　　　　　１红绳　＋　５珠珠　→　１中国结 反应前　　　２００　　　７００　　　　　　０ 反应量　　　－２０　　－１００　　　　＋２０ 反应後　　　１８０　　　６００　　　　　２０ 第二个小时的时候则是这样 　　　　　　１红绳　＋　５珠珠　→　１中国结 反应前　　　１８０　　　６００　　　　　２０ 正反应量　　－２０　　－１００　　　　＋２０ 逆反应量　　＋１０　　　＋５０　　　　－１０ 反应後　　　１７０　　　５５０　　　　　３０ 嗯？为什麽会有正反应跟逆反应呢？原来是因为阿骂第一个小时所打的廿个结里面， 有一半〈十个〉散开了！所以到第二个小时的时候，阿骂等於作了十个结的白工。 明明打了四十个结，但是十个却松掉了。 第三个小时 　　　　　　１红绳　＋　５珠珠　→　１中国结 反应前　　　１７０　　　５５０　　　　　３０ 正反应量　　－２０　　－１００　　　　＋２０ 逆反应量　　＋１５　　　＋７５　　　　－１５ 反应後　　　１６５　　　５２５　　　　　３５ 请注意，阿骂打结的速度是固定的，一个小时只能生产２０个中国结。 可是在第二个小时过完的时候，桌面上一共有３０个结，所以当然会松掉１５个。 这麽一来，阿骂本来三个小时产出了六十个结，但是第二个小时牺牲了１０个， 第三个小时牺牲了十五个，总共散掉２５个，所以桌面上只剩下６０－２５＝３５个。 其实这三个小时内，中国结的数量依然是不停增加的，只是越增加越缓慢了。 而且大家应该也猜得到，当桌面上有了４０个中国结的时候，就不会再增加了。 因为桌面上有四十个中国结的时候，每个小时都有一半的机率松开， 也就是每个小时都会松开廿个。可是阿骂一个小时，也只打得出廿个阿！！ 所以如果在ｎ个小时後桌面上有４０个中国结〈耗用材料４０条红绳，２００个珠珠〉 那第ｎ＋１个小时的状况会是这样： 　　　　　　１红绳　＋　５珠珠　→　１中国结 反应前　　　１６０　　　５００　　　　　４０ 正反应量　　－２０　　－１００　　　　＋２０ 逆反应量　　＋２０　　＋１００　　　　－２０ 反应後　　　１６０　　　５００　　　　　４０ 这个时候，阿骂作的完完全全都是白工！ 这种状况，正逆反应的速度相等，反应的量不会增加，我们就称之为化学平衡。 化学平衡告诉我们几件事： 一、反应不见得是你有多少反应物，就要产生多少产物。 按照阿骂原本的算盘，她觉得珠珠是限量试剂，共７００个应该可以打出１４０ 个中国结，可以分送给很多人。可是结果不但只能打出４０个结，而且如果他停手， 总有一天台面上的结会全部散开。 二、我们再次证明了反应前、後的量跟系数无关。反应前　２００　７００　０ 反应後　１６０　５００　４０都跟系数比１比５比１不同。 三、化学平衡无所不在，饱和食盐水里面还有沉淀的食盐的时候，食盐并不是停 止溶解了，而是溶解的速度跟沉淀的速度刚好一致。吴冈伐桂伐不尽，只是因为桂 生长的速度跟她砍伐的速度刚好一样。 因此，氢跟氮结合成为氨，可不见得一定会反应到最後，把氢或氮中某一个限量 试剂耗完，很可能到中途，就达到了「动平衡」的状态。此时，所有物种的量也就 不会再改变了。 所以，第一题的答案当然是选NH3的莫耳数成为定值。 ──────────────────────────────── 仔细观察上面那一题，还可以发现，其实阿骂打结的速度固定，一个小时维持 ２０个，可是结散开的量，却是跟结的总数成正比的。所以一开始反应并没有 平衡，要经过好几个小时之後，反应才达到平衡。 在定量化学上我们称这种状况叫做「反应级数不同」。阿骂的状况可以称之为 「零级反应」，也就是他产出结的速度固定，跟手边的绳子、珠珠的数量都无关。 结散开则可称之为「一级反应」，散开的速度跟生成物的总量成一次方正比。 任何一个化学反应，随着反应机构的不同，会有不同的「反应级数」。 在第二小题里，观察实验一跟二，可以发现反应的速度跟Ｂ的浓度一次正比， 观察实验二跟三则可发现反应速度跟Ａ成两次方正比。 因此，我们将题目提供的数据跟第一个实验作比对，就会发现Ａ浓度上升 ４倍，应该可以让反应加速４的平方１６倍，Ｂ浓度降为一半，应该可以 让反应速度减半。最後得出结论，这个新实验应该比第一个实验快８倍。 第二小题对国中生来讲，并非一定要会的题目，因为反应级数涉及高中 的课程章节，所以只要大概有个概念就可以了。当然，基测是可以保证 不会考这种题目的。 ※ 引述《piggyhead (聊?可阿! 正无聊呢~~)》之铭言： : 1.年级：国三总复习遇到的 : 2.科目：理化 : 3.章节：反应速率与平衡 : 4.题目：【1】温度、体积ㄧ定时，下列式子已达平衡：〈氢、氮、氨皆为气态〉 : 3 H2 + N2 ←→ 2 NH3 ，何者是错的? : (A)莫耳数比为 H2:N2:NH3=3:1:2 : (B)NH3的莫耳数维持定值 : 【2】已知气体A、B会互相反应，若现在A有0.4M，B有0.05M， : 依下表判断，则反应初速率应为何? : │ A〈M〉 │ B〈M〉│ 初速率〈M/分〉 : ─┼────┼────┼─────── : 1│ 0.1 │ 0.1 │ 12 : 2│ 0.1 │ 0.2 │ 24 : 3│ 0.2 │ 0.2 │ 96 : 4│ 0.3 │ 0.3 │ 326 : (A) 15M/分 : (B) 30M/分 : (C) 96M/分 : (D)150M/分 : 5.想法：【1】答案是B : (A)在可逆反应中，正=逆速率达平衡，此时反应物与生成物各物质的量 : "有ㄧ定比例，但不ㄧ定相等"，在这边一定的比例不能指莫耳数比吗? : 如果不行的话，又是什麽原因呢? : (B)会有正逆反应不断产生，虽速率相等，可是可以说是维持"定值"吗? : 其实在看这题时...发现观念突然乱掉...好难过 T.T : 【2】答案是C : 不过完全不知它意思是啥.....= = : 想请问知道的人，该如何解释及其中的正确观念为何? 谢谢~~~~m(_ _)m -- ★朵思大王 启禀大王：根据体检结果，我军上下都得了一种病！ [03/25/225 14:14:21] To 朵思大王: 喔喔！是什麽病？ [03/25/225 14:14:30] ★朵思大王 这个病的名称是「後天性感知失调症候群！」 [03/25/225 14:14:55] To 朵思大王: ......那是什麽？ [03/25/225 14:15:10] ★朵思大王 启禀大王：这个病的俗名叫做「脑残」！ [03/25/225 14:15:31] To 朵思大王: ...... [03/25/225 14:14:36] --

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