5. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие в газовой фазе и условия его смещения (на примере хлороводорода и аммиака). Принцип Ле Шателье.

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причем 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.

А₂+ В₂ ⇄ 2AB

В состоянии равновесия скорости прямой и обратной реакции становятся равными.

Хим равновесие- такое состояние системы, когда в ней протекают два противоположно направленных хим процесса с одинаковой скоростью.

1. хим равновесие наступает при условии υ _{пр =}υ _обр

2. в сис-ме не происходит видимых изменений.

N₂₊3H₂→2NH_3, к[N₂][H₂]³= к [NH₃]², υ=υ.

Константа хим равновесия есть отношение произведения концентрации конечных и концентрации исходных в-в.

К_р= [NH₃]²/[N₂][H₂]³, в какой- то момент в системе появ-ся равновесие.

Величина константы равновесия характеризует полноту протекания обратимой реакции. Если К_равн.<< 1, числитель в выражении константы намного меньше знаменателя, прямая реакция практически не протекает, равновесия смещено влево. Если для какого-либо обратимого процесса К_равн>>1, исходных реагентов в равновесной системе практически не остается, равновесия смещено вправо.

В случае гетерогенных реакций в выражение константы равновесия входят концентрации только тех веществ, которое находятся в газовой или жидкой фазе. Использованием катализатора не изменяет константы равновесия, поскольку он в равной мере снижает энергию активации как прямой, так и обратной.

Направление смещения химического равновесия определяется правилом, сформулированным в 1884 г. Ле Шателье под названием принцип Ле Шателье:

Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие, то равновесие сместится в сторону преимущественного протекания того процесса, который ослабляет произведенное воздействие.

Реакции, при которых получающиеся вещества могут реагировать между собой с образованием исходных веществ, называют обратимыми.

H₂+I₂↔2HI

Реакции, при которых одно из образующих веществ удаляется в виде газа, плохо растворимого или малодиссоциирующего вещества, в также реакции, сопровождающиеся большим выделением энергии, наз-ют необратимыми.

Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O

2Mg+O₂=2MgO+Q

KJ+AgNO₃↔AgJ↓+ KNO₃

Пр-п Ле-Шателье применим к физ и хим явлениям

1. концентрация. при увел конц одного из реагир в-в равновесие смещается в сторону расхода этого в-ва, при умен конц равновесие смещается в сторону образования этого в-ва.

2. давление. Только на газов системы. При увел давления равновесие смещается в сторону уменьшения количества газообразных в-в,т.е.в сторону понижения давления. При уменьшении давления равновесие смещается в сторону возрастания количеств газообразных в-в, т.е в сторонуувел давления. Если р-ция протекает без изменения числа мол-л газов в-в, то давление не влияет на положение равновесия в этой сис-ме.

3)температура. Повышение темпер увеличивает кинетич энергию мол-л, кот участв в рции. При повыш темпер равновесие смещ-ся в сторону эндотермической рции, при понижении- в сторону экзотермической

3H₂+N₂=2NH₃ H₂+Cl₂=2HCl

Условия смещения: 3H₂+N₂=2NH₃

1. при увел конц N₂ идет прямая р-ция, конц NH₃ будет больше, Н₂ меньше.

Увел Н₂- право, образ продуктов р-ции,

Увел NH₃ –влево, образ исход в-в