Химическое равновесие

Тема урока: Обратимые и необратимые химические реакции.

Химическое равновесие.

Какие реакции называют необратимыми?

Каковы признаки необратимости реакции?

Какие реакции называют обратимыми?

Какую реакцию называют прямой реакцией, обратной реакцией?

Как будет, с течением времени меняться скорость прямой реакции, скорость

обратной реакции?

С+ О₂ = СО₂ 2Н₂ + О₂ =2Н₂О 2Н₂ + О₂ ↔2Н₂О

HCl + NaOH = NaCl + H₂O N₂ (г) + 3H₂ (г) ↔ 2NH₃ (г)

Поскольку скорость химических реакций зависит от концентрации реагирующих веществ, то вначале скорость прямой реакции (υ пр ) должна быть максимальной, а скорость обратной реакции(υобр) равняется нулю. Концентрация реагирующих веществ с течением времени уменьшается, а концентрация продуктов реакции увеличивается. Поэтому скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной реакции увеличивается. В определенный момент времени скорость прямой и обратной реакций становятся равными:

Во всех обратимых реакциях скорость прямой реакции уменьшается, скорость обратной реакции возрастает до тех пор, пока обе скорости не станут равными и не установится

равновесия:

υ_пр = υ_обр

Состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называют химическим равновесием.

В состоянии химического равновесия количественное соотношение между реагирующими

веществами и продуктами реакции остается постоянным: сколько молекул продукта реакции в единицу времени образуется, столько их и разлагается. Однако состояние химического равновесия сохраняется до тех пор, пока остаются неизменными условия реакции: концентрация, температура и давление.

Смещением или сдвигом химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесно, определяется по принципу Ле -Шателье:

2. Смещение химического равновесия

Принцип Ле-Шателье (1885 год) определяет направление смешения равновесия:

Если на систему, находящуюся в равновесии оказали внешнее воздействие, то равновесие в системе сместится в сторону той реакции (прямой или обратной), в результате которой это внешнее воздействие ослабевает.

Влияние концентрации – если увеличить концентрацию исходных веществ, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции.

N₂ (г) + 3H₂ (г) ↔ 2NH₃ (г)

При ↑ концентрации азота (N₂) равновесие будет смещаться →

При ↑ концентрации аммиака (NH₃) равновесие будет смещаться ←

Изменение массы твердого вещества не изменяет положение равновесия!

Константа равновесия – Кр

Кр = [продуктов реакции]ⁿ/ [исходные вещества]^m

Где n и m – коэффициенты перед веществами

Так для реакции: N₂ (г) + 3H₂ (г) ↔ 2NH₃ (г) + 92,4 кДж константа равновесия выражается:

K_p = [NH₃]²/ [N₂][H₂]³ – константа равновесия.

Влияние температуры – увеличение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции.

а) N₂ (г) + 3H₂ (г) ↔ 2NH₃ (г) + 92,4 кДж

При ↑ температуры равновесие сместится в сторону реакции разложения аммиака (←)

б) N₂ (г) + O₂ (г) ↔ 2NO (г) – 180,8 кДж

При ↑ температуры равновесие сместится в сторону реакции образования NO (→)

Влияние давления (только для газообразных веществ) – при увеличении давления, равновесие смещается в сторону образования меньшего количества газообразных веществ (т.е. смотрим на коэффициенты).

N₂ (г) + 3H₂ (г) ↔ 2NH₃ (г)

При повышении давления (P): до реакции 4V газообразных веществ → после реакции 2V газообразных веществ, следовательно, равновесие смещается вправо (→).

Итак, при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения объема, при понижении давления – в сторону увеличения объёма.

1. Влияние катализаторов (ингибиторов)

На течение химической реакции влияют вещества – катализаторы. Но при использовании катализатора изменяется скорость как прямой, так и обратной реакций, поэтому равновесие не смещается.

Выполнить задания

1.Реакция протекает по уравнению

2SO₂ (г) + O₂ (г) = 2SO₃ (г) + Q

Укажите, куда сместится равновесие, если

а) увеличить давление

б) повысить температуру

в) увеличить концентрацию кислорода

г) введение катализатора?

2.Укажите, как повлияет на равновесие системы:

а) повышение давления;

б) повышение температуры;

в) увеличение концентрации кислорода:

2CO (г) + O₂ (г) ↔ 2CO₂ (г) + Q

3.Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению:

PCl₅(г) = РСl₃(г) + Сl₂(г) - 92,59 кДж.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции – разложения PCl₅?

Домашнее задание. § 5, упр.2,3; тестовые задания на стр.18-