Кр – это отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ, в степенях их стехиометрических коэффициентов

Химическое равновесие.

Когда при химическом взаимодействии хотя бы одно из исходных веществ расходуется полностью, реакцию считают необратимой, протекающей до конца. Например, разложение бертолетовой соли:

KClO₃ ® KCl+ 1,5 O₂. Многие химические реакции протекают обратимо. Их особенность состоит в том, что они идут не до конца, в системе всегда остается (в большем или меньшем количестве) каждое из исходных веществ. К числу обратимых реакций относится, например: СО_(Г) + Н₂О_(Г) = СО_2(Г) + Н_2(Г). Реакцию, протекающую в правую сторону, называют прямой,, а в левую – обратной. Если _прям = _обр, состояние системы называют химическим равновесием, его характеризуют константой равновесия Кр.

Для гомогенных реакций:

aA_(г) + bB_(г) Û cC_(г) + dD_(г), 3Н₂+N₂Û2NH₃

,

Для гетерогенных реакций:

aA_(т) + bB_(Г) = cC_(Г) + dD_(Г), C(т)+ O_2(Г) = СО_2(Г)

Константа равновесия зависит от природы веществ, температуры. Присутствие катализатора в системе не влияет на значение К_Р, поскольку он снижает Е_А прямой и обратной реакций на одну и ту же величину и поэтому одинаково изменяет скорости прямой и обратной реакций. Катализатор лишь ускоряет достижение равновесия, он не влияет на количественный выход продуктов реакции. К_Р не зависит от концентрации реагирующих веществ.

Химическое равновесие является подвижным (динамическим), его можно смещать, изменяя различные факторы (С; Р; T). Сдвиг химического равновесия определяется принципом Ле-Шателье:

если на систему, находящуюся в равновесии оказывать внешнее воздействие, то система противодействует этому воздействию, стараясь его уменьшить.

Задача.

В каком направлении произойдет смещение химического равновесия системы: N_2(г) + 3H_2(г) 2NH_3(г), ΔΗ‹ 0 – (реакция экзотермическая).

Реакция идет в прямом Реакция идет в обратном

направлении направлении

если понизить температуру t⁰С, если повысить t⁰C

увеличить давлние P уменьшить Р

увеличить концентрации увеличить

уменьшать т.е.отводить NH_3,

Задача. В гомогенной системе СО + Сl₂ COCl₂, равновесные концентрации Вычислите Кр и исходные концентрации.

.

В результате реакции образовалось 1,2 моля СОСl₂, учитывая коэффициенты в уравнении реакции, израсходовалось 1,2 моль/л СО и 1,2 моль/л Сl₂, а так как к моменту равновесия осталось 0,2 моль/л СО и 0,3 моль/л Сl₂, то

Рассматривая законы химической термодинамики, было установлено, что возможно протекание тех процессов, у которых ΔG⁰₂₉₈<0 (Р, Т = const), а т.к. при химическом равновесии идут обратимые процессы, то какой именно процесс будет преобладать, можно определить по изменению энергии Гиббса. Мы знаем, что равновесие зависит не только от концентрации, но и от температуры и давления (для газообразных систем).

Зависимость Кр_. от температуры при постоянном давлении связана с изменением ΔG⁰₂₉₈ уравнением:

ΔG⁰₂₉₈ = -2,3 RT lg Kр, если R = 8,31·10^-3 кДж/моль·К; T = 298 K ΔG⁰₂₉₈ = -5,7 lg Kр, кДж/моль.

Если lgKр > 0, т.е. Кр > 1, тогда ΔG⁰₂₉₈ < 0 равновесие смещается в сторону прямой реакции.

Если lgKр < 0, т.е. Кр < 1, тогда ΔG⁰₂₉₈ > 0 равновесие смещается в сторону обратной реакции.

Дата добавления: 2014-11-29