Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.
Химическое равновесие
На графике представлена зависимость изменения скорости прямой и обратной реакций с течением времени.
Факторы, влияющие на сдвиг химического равновесия:
1. Концентрации любого из веществ.
2. Температура.
3. Давление.
Направление смещения равновесия определяется принципом Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии оказать какое-либо воздействие (изменить t, C, P), то равновесие смещается в сторону реакции, которая противодействует этому воздействию.
Влияние концентрации реагирующих веществ:
Если в равновесную систему вводится какое-либо из участвующих веществ, то равновесие смещается в сторону той реакции, при протекании которой данное вещество расходуется. Если из равновесной системы выводится какое-то вещество, то равновесие смещается в сторону той реакции, при протекании которой данное вещество образуется.
Рассмотрим несколько примеров с изменением концентраций различных веществ:
| Реакция | Увеличение концентрации | |
|---|---|---|
| H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2HCl (г) | H2 | → |
| N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г) | NO2 | ← |
| СO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H2CO3 (ж) | CO2 | → |
| Реакция | Уменьшение концентрации | |
|---|---|---|
| H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2HCl (г) | Cl2 | ← |
| N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г) | NO2 | → |
| СO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H2CO3 (ж) | CO2 | ← |
Влияние температуры:
ВАЖНО!: Прямая и обратная реакции имеют противоположные тепловые эффекты.
N2 + 3H2 = 2NH3 + 92кДж
2NH3 = N2 + 3H2 – 92кДж
Повышение температуры смещает равновесие в сторону обратной реакции разложения аммиака.
К экзотермическим относятся реакции горения большинства веществ в кислороде и хлоре, получение аммиака из простых веществ.
С2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O+Q
К эндотермическим – получение NO из азота или аммиака (исключения, которые нужно знать наизусть!)
N2 + O2 → 2NO – Q
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O-Q
Рассмотрим влияние изменения температура на свдиг равновесия:
| Реакция | Экзо- или эндо- термическая | Увеличение t |
|---|---|---|
| H2 (г) + Cl2 (г) ⇄ 2HCl (г)+ Q | экзо | ← |
| N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г)-Q | эндо | → |
| Реакция | Экзо- или эндо- термическая | Уменьшение t |
|---|---|---|
| H2 (г) + Cl2 (г) ⇄ 2HCl (г)+ Q | экзо | → |
| N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г)-Q | эндо | ← |
Влияние давления:
Давление влияет на равновесие реакций, в которых принимают участие газообразные вещества. Если внешнее давление повышается, то равновесие смещается в сторону той реакции, при протекании которой число молекул газа уменьшается. И наоборот, равновесие смещается в сторону образования большего числа газообразных молекул при понижении внешнего давление.
Если реакция протекает без изменения числа молекул газообразных веществ, то давление не влияет на равновесие в данной системе.
N2 + 3H2 = 2NH3
Повышая давление в системе, мы будем смещать реакцию в сторону образования аммиака.
Рассмотрим три реакции:
| Реакция | Число моль газа слева и справа | Больше моль газов | Увеличение давления | |
|---|---|---|---|---|
| H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2HCl (г) | 2 | 2 | поровну | не влияет |
| N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г) | 1 | 2 | справа | ← |
| СO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H2CO3 (ж) | 1 | 0 | слева | → |
| Реакция | Число моль газа слева и справа | Больше моль газов | Уменьшение давления | |
|---|---|---|---|---|
| H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2HCl (г) | 2 | 2 | поровну | не влияет |
| N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г) | 1 | 2 | справа | → |
| СO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H2CO3 (ж) | 1 | 0 | слева | ← |