double arrow

Химическое равновесие и его смещение.

1. Дайте определение следующим понятиям:

· состояние химического равновесия,

· исходные концентрации веществ,

· конечные концентрации веществ,

· равновесные концентрации веществ.

Состояние химического равновесия - состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.

Равновестные концентрации веществ - Концентрации веществ тогда, когда скорость прямой реакции становится равной скорости обратной реакции

Исходные концентрации веществ – концентрации в-в до начала реакции

Конечные концентрации веществ - концентрации в-в после протекания реакции

 

2. Покажите схематически, как изменяются скорости прямой и обратной реакций в процессе установления химического равновесия. Каковы его особенности? Почему оно является динамическим? Как его можно смещать?

 

3. Что называют константой химического равновесия? Каков ее физический смысл и размерность? Зависит ли эта величина от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, давления, катализатора?

Константа равновесия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями (либо, в зависимости от условий протекания реакции, парциальными давлениями, концентрациями или фугитивностями) исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс). Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции.

 

Стандартная константа равновесия — безразмерная величина.

4. Сформулируйте закон действующих масс для обратимых процессов и напишите его выражение (т.е. константы химического равновесия) в общем виде. Почему концентрации твердых веществ в гетерогенных системах не входят в выражение Кравн.?

5. Каковы термодинамические и кинетические условия наступления равновесия в любой системе? Почему равновесное состояние для системы является энергетически выгодным и устойчивым во времени? Каково соотношение между изменением стандартной энергией Гиббса обратимого процесса и константой его равновесия?

6. Сформулируйте принцип Ле Шателье. К каким состояниям и системам он применим? Объясните на конкретных примерах влияние на положение равновесия следующих факторов:

· концентрации исходных веществ и продуктов реакции,

· давления,

· температуры,

· катализатора.

Принцип Ле Шателье (1884 г.) — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.

 

Влияние температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции. В общем же случае при изменении температуры химическое равновесие смещается в сторону процесса, знак изменения энтропии в котором совпадает со знаком изменения температуры.

Давление существенно влияет на положение равновесия в реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объёма за счёт изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам. При повышении давления равновесие сдвигается в направлении, в котором уменьшается суммарное количество молей газов и наоборот. В реакции синтеза аммиака количество газов уменьшается вдвое: N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Введение в реакционную смесь или образование в ходе реакции инертных газов действует так же, как и понижение давления, поскольку понижается парциальное давление реагирующих веществ.

 

Влияние концентрации на состояние равновесия подчиняется следующим правилам:

§ При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;

§ При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: