Тема 1.5 химическое равновесие.

Большинство химических процессов могут протекать как в прямом, так и в обратном направлениях.

n₁A+n₂Bn₃C+n₄D

Равновесие наступает, когда

υ_{пр.р-ции}=υ_{обр.р-ции}

Концентрации становятся равновесными.

Разделим постоянные и переменные:

k₁/k₂=K_c

К_с – константа равновесия, выраженная через концентрации. Она равна отношению произведения молярных концентраций конечных продуктов к произведению молярных концентраций исходных веществ, взятых в степени их стехиометрических коэффициентов.

К_с не зависит от концентрации реагирующих веществ, но изменяется с температурой. Константа химического равновесия показывает во сколько раз скорость прямой реакции больше (меньше) скорости обратной реакции.

Если К_с<1, то быстрее идет обратная реакция.

Если К_с>1, то быстрее идет прямая реакция.

(38)

Если в реакции участвуют газообразные вещества, то равновесные концентрации можно заменить равновесными парциальными давлениями.

n₁A+n₂Bn₃C+n₄D

(39)

Принцип Ле-Шателье.

При изменении в равновесной системе одного из параметров состояния (p,T,V) происходит сдвиг равновесия в направлении процесса, ведущего к ослаблению произведенного воздействия.

Пример 1. Равновесие в системе Н₂+I₂2HI установилось при следующих концентрациях веществ: [H₂]=0.25 моль/л; [I₂]=0.05 моль/л; [HI]=0,9 моль/л. Определить К_с и исходные концентрации I₂ и Н₂.

Решение

Н₂ + I₂  2HI

Исходный состав	0,7	0,5
Прореагировало к моменту равновесия	0,45	0,45	0,9 моль/л
Равновесный состав	0,25	0,05	0,9 моль/л

Из 1 моль Н₂ → 2 моль HI

х моль/л → 0,9 моль/л

Х = 0,45 моль/л

Значит на получение 0,9 моль HI израсходовано 0,45 моль Н₂. Из аналогичного рассуждения определяем, что I₂ израсходывалось тоже 0,45 моль.

1 моль I₂→2 моль НI

х моль/л→0,9 моль/л

х=0,45 моль/л

Записываем полученные данные в таблицу и делаем необходимые вычисления

Пример 2. Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора прготекает по уравнению:

PCI_5(г)PCI_3(г) +CI_2(г); ∆H= +92,59 кДж

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы равновесие в сторону прямой реакции – разложения PCI₅.

Решение

а) так как реакция разложения PCI₅ эндотермическая (H>0), то для смещения равновесия вправо необходимо температуру повысить.

б) так как в данной системе разложения PCI₅ приводит к увеличению объема (из одной молекулы газа образуется две газообразные молекулы), то есть к увеличению давления в системе, то для смещения равновесия вправо необходимо давление понизить.

в) при увеличении концентрации PCI₅ и уменьшении концентрации PCI₃ и CI₂ равновесие смещается в сторону прямой реакции.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие реакции называются обратимыми? Привести примеры.

2. Связь между константами равновесия, выраженными различными способами.

3. Изотерма реакции.

4. Принцип Ле - Шателье. Приведите примеры