Влияние изменения температуры на смещение химического равновесия
В каждой обратимой реакции одно из направлений отвечает экзотермическому процессу, а другое эндотермическому. Так в реакции синтеза аммиака прямая реакция экзотермическая, а обратная реакция эндотермическая.
N2(г) + 3H2(г)
2NH3(г) + Q (ΔH).
При изменении температуры изменяются скорости как прямой, так и обратной реакций, однако, изменение скоростей происходит не в одинаковой степени. В соответствии с уравнением Аррениуса в большей степени на изменение температуры реагирует эндотермическая реакция, характеризующаяся большим значением энергии активации. Следовательно, для оценки влияния температуры на направление смещения химического равновесия необходимо знать тепловой эффект процесса. Его можно определить экспериментально, например, с помощью калориметра, или рассчитать на основе закона Г. Гесса. Следует отметить, что изменение температуры приводит к изменению величины константы химического равновесия (Kp).
Согласно принципу Ле Шателье повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции. При понижении температуры равновесие смещается в направлении экзотермической реакции.
Таким образом, повышение температуры в реакции синтеза аммиака приведет к смещению равновесия в сторону эндотермической реакции, т.е. влево. Преимущество получает обратная реакция, протекающая с поглощением тепла.
Влияние катализатора на состояние химического равновесия.
Введение катализатора в равновесную смесь в одинаковой мере снижает энергию активации как для прямой, так и для обратной реакции и одинаково ускоряет обе реакции. Таким образом, катализатор не влияет на смещение химического равновесия.
Тем не менее, роль катализатора в обратимых реакциях очень вели-ка. Катализатор позволяет ускорить наступление химического равнове-сия и получить то же количество вещества, но за более короткий срок.
6.2.1. Вопросы для самоконтроля знаний теории по теме «Химическое равновесие»
1. Какие реакции считаются обратимыми?
2. Как изменяется в ходе реакции концентрация реагируюших веществ?
3. Как изменяется в ходе реакции концентрация продуктов реакции?
4. Как изменяется в ходе реакции скорость прямой реакции?
5. Как изменяется в ходе реакции скорость обратной реакции?
6. Какое состояние называют состоянием химического равновесия?
7. Почему состояние химического равновесия называют «динамическим»?
8. Что принято понимать под термином « константа химического равновесия»?
9. Как записывается выражение для константы химического равновесия?
10. Концентрации каких веществ не включается в выражение для константы химического равновесия химических реакций?
11. Что показывает константа химического равновесия?
12. Какую информацию дает очень большое значение константы химического равновесия?
13. О чем говорит очень малое значение константы химического равновесия?
14. Какими факторами можно вызвать смещение химического равновесия?
15. Как формулируется принцип Ле Шателье?
16. Какое влияние оказывает изменение концентрации на смещение химического равновесия?
17. Какое влияние оказывает изменение давления на смещение химического равновесия?
18. Какое влияние оказывает изменение температуры на смещение химического равновесия?
19. Какое влияние оказывает введение катализатора на смещение химического равновесия?
20. Какую функцию выполняет катализатор в обратимых реакциях?