Химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье
Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции
Различают обратимые и необратимые химические реакции.
Необратимые реакции протекают полностью, т.е. до того момента, пока все количество реагентов не будет израсходовано (согласно стехиометрии реакции). Реакция разложения бертолетовой соли с выделением кислорода является необратимой
2KClO3 = 2KCl + 3O2.
Подавляющее большинство химических реакций – обратимые. Обратимые реакции протекают до установления момента равновесия, при котором всегда есть как продукты, так и исходные реагенты в определенных стехиометрических соотношениях. Обратимые реакции могут идти в прямом (слева направо) и обратном (справа налево) направлениях.
Рассмотрим обратимую реакцию в общем виде:
aA + bBódD + eE.
Реакция aA + bBódD + eE является прямой,
а реакция dD + eEóaA + bB – обратной к ней.
При протекании обратимой реакции скорость прямой реакции будет уменьшаться (за счет расходования реагентов А и В), а скорость обратной - увеличиваться (за счет распада увеличивающегося количества продуктов Е и D). В некоторый момент времент скорости прямой и обратной реакции становятся одинаковыми (рисунок 1).
Состояние обратимого процесса, при котором скорости прямой и обратной реакции становятся равными друг другу и дальнейшего изменения концентраций веществ, участвующих в процессе не происходит, называется состоянием химического равновесия. Достижение состояния химического равновесия отражено прямой 3 на рисунке 1.
|
|
|
Рисунок 1. Изменение скорости прямой (кривая 1) и
обратной (кривая 2) реакций с течением времени
Равновесная реакция характеризуется константой равновесия Кр.
Запишем еще раз уравнение обратимой реакции
aA + bBódD + eE. (15)
Тогда константа равновесия данной реакции будет определяться выражением:
, (16)
где [А], [B] – равновесные молярные концентрации реагентов, моль/л;
[Е], [D] – равновесные молярные концентрации продуктов, моль/л;
а, b, е, d – коэффициенты в уравнении реакции.
Константа равновесия характеризует полноту протекания реакции (чем больше значение константы равновесия, тем в большей степени протекает процесс). Константа равновесия зависит от природы реагирующих веществ, температуры системы; но не зависит от присутствия катализатора и установившихся равновесных молярных концентраций веществ.
Запишем выражение для константы равновесия гомогенной реакции образования аммиака:
N2 (г.)+ 3H2 (г.)ó 2NH3 (г.),
.
В случае гетерогенных реакций концентрация твердых веществ принимается равной 1 моль/л и в выражение для константы равновесия не включается:
|
|
|
CaCO3(т) = CaO(т) + CO2,
Kр = [CO2].
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 228; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!