С + СО2 « 2СО. Обратимые и необратимые химические реакции

Обратимые и необратимые химические реакции

Химические реакции, при которых исходные вещества целиком превращаются в продукты реакции, называются необратимыми:

2КСlО₃ = 2КСl + 3О₂ ­.

Значительно чаще проходят обратимые реакции, идущие одновременно в двух противоположных направлениях – прямом и обратном:

Состояние реагирующей системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называют химическим равновесием, а концентрации реагирующих веществ – равновесными. Например, в системе

Н₂ + J₂ ↔ 2HJ

Ư прямой реакции = k1· [Н2]·[ J2], а Ư обратной реакции = k2 [Н J]²

Т.к. при химическом равновесии Ư _{прямой реакции} = Ư обратной реакции, то для данной реакции k₁· [Н₂] · [ J₂] = k₂ · [Н J]², откуда

Величина, равная отношению произведения равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, называется константой равновесия (К).

Константа равновесия зависит от природы реагентов, температуры и не зависит от исходной концентрации веществ в системе. При изменении условий процесса (температуры, концентрации реагирующих веществ, а для газообразных веществ также и давления) равновесие нарушается в сторону прямой или обратной реакции.

Направление смещения химического равновесия определяет принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывать воздействие извне, то равновесие смещается в том направлении, которое уменьшает внешнее воздействие.

Константа химического равновесия показывает, во сколько раз скорость прямой реакции больше скорости обратной реакции при постоянной температуре и концентрациях, равных единице.

П р и м е р 1. Написать выражение константы равновесия для следующих обратимых процессов:

Сl₂ + H₂O «H⁺ + Cl ^- + HClO; K =([H⁺] [Cl ^-] [HClO]) / ([Сl₂] [H₂O]).

3Fe_(TB) + 4H₂O_(г) «Fe₃O_4(TB) +4H_2(г) ; K = [H₂]⁴ / [H₂O]⁴.

C_(TB) + CO_2(г) «2CO_(г) ; K = [CO]² / [CO₂].

П р и м е р 2. Вычислить константу равновесия реакции А + 2В «С, если равновесные концентрации [A] = 0,3 моль/л, [В] = 1,1 моль/л, [C] = 2,1 моль/л.

Р е ш е н и е. Выражение константы равновесия для данной реакции имеет вид К = [C] / ([A] [В]² ).

Подставим сюда указанные в условии задачи равновесные концентрации:

2,1 / (0,3 · 1,1² ) = 5,79.

Дата добавления: 2014-10-23