Количественно состояние химического равновесия описывается законом действующих масс. При равновесии отношение произведения концентраций продуктов реакции (в степенях их коэффициентов) к произведению концентраций реагентов (тоже в степенях их коэффициентов) есть величина постоянная, не зависящая от исходных концентраций веществ в реакционной смеси. Эта постоянная величина называется константой равновесия - k Так для реакции: N2 (Г) + 3H2 (Г) ↔ 2NH3 (Г) + 92,4 кДж константа равновесия выражается так: υ1 = υ2 υ1 (прямой реакции) = k1[N2][H2]3 , где [] – равновесные молярные концентрации, [] = моль/л υ2 (обратной реакции) = k2 [NH3]2 k1[N2][H2]3 = k2 [NH3]2 Kp = k1/k2 = [NH3]2/ [N2][H2]3 – константа равновесия. Химическое равновесие зависит – от концентрации, давления, температуры. Принцип Ле-Шателье определяет направление смешения равновесия: Если на систему, находящуюся в равновесии оказали внешнее воздействие, то равновесие в системе сместится в сторону обратную этому воздействию. 1) Влияние концентрации – если увеличить концентрацию исходных веществ, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции. Например, Kp = k1/k2 = [NH3]2/ [N2][H2]3 При добавлении в реакционную смесь, например азота, т.е. возрастает концентрация реагента, знаменатель в выражении для К увеличивается, но так как К – константа, то для выполнения этого условия должен увеличиться и числитель. Таким образом, в реакционной смеси возрастает количество продукта реакции. В таком случае говорят о смещении химического равновесия вправо, в сторону продукта. Таким образом, увеличение концентрации реагентов (жидких или газообразных) смещает в сторону продуктов, т.е. в сторону прямой реакции. Увеличение концентрации продуктов (жидких или газообразных) смещает равновесие в сторону реагентов, т.е. в сторону обратной реакции. Изменение массы твердого вещества не изменяет положение равновесия. 2) Влияние температуры – увеличение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции. а) N2 (Г) + 3H2 (Г) ↔ 2NH3 (Г) + 92,4 кДж (экзотермическая – выделение тепла) При повышении температуры равновесие сместится в сторону реакции разложения аммиака (←) б) N2 (Г) + O2 (Г) ↔ 2NO (Г) – 180,8 кДж (эндотермическая - поглощение тепла) При повышении температуры равновесие сместится в сторону реакции образования NO(→) 3) Влияние давления (только для газообразных веществ) – при увеличении давления, равновесие смещается в сторону образования веществ, занимающих меньший объём. N2 (Г) + 3H2 (Г) ↔ 2NH3 (Г) 1V - N2 3V - H2 2V – NH3 При повышении давления (P): до реакции 4V газообразных веществ → после реакции 2Vгазообразных веществ, следовательно, равновесие смещается вправо (→) При увеличении давления, например, в 2 раза, объём газов уменьшается в такое же количество раз, а следовательно, концентрации всех газообразных веществ возрастут в 2 раза. Kp = k1/k2 = [NH3]2/ [N2][H2]3 В этом случае числитель выражения для К увеличится в 4 раза, а знаменатель в 16 раз, т.е. равенство нарушится. Для его восстановления должны возрасти концентрация аммиака и уменьшиться концентрации азота и водорода. Равновесие сместится вправо. Итак, при повышении давления равновесие смещается в сторону уменьшения объема, при понижении давления – в сторону увеличения объёма. Изменение давления практически не сказывается на объёме твердых и жидких веществ, т.е. не изменяет их концентрацию. Следовательно, равновесие реакций, в которых газы не участвуют, практически не зависит от давления. ! На течение химической реакции влияют вещества – катализаторы. Но при использовании катализатора понижается энергия активации как прямой, так и обратной реакции на одну и ту же величину и поэтому равновесие не смещается. 5. Закрепление: Решите задачи: №1. Исходные концентрации СO и O2 в обратимой реакции 2CO (г) + O2 (г)↔ 2 CO2 (г) Равны соответственно 6 и 4 моль/л. Вычислите константу равновесия, если концентрация CO2 в момент равновесия равна 2 моль/л. №2. 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? 6. Подведение итогов урока 7.а) Домашнее задание: Прочитать §конспектировать, ответить на вопросыи выполнить задания. б) Выставление оценок с комментариями. Учитель Юзбашева С.Д. _________________________ |