Химия. Сборник задач и упражнений. Часть I. Лямина Г.В - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

103
акции равна скорости обратной реакции, называется химиче-
ским равновесием.
Например, для реакции
аА
(г)
+ bВ
(г)
⇄ сС
(г)
+ dD
(г)
при υ
пр
=
υ
обр
:
k
1
[A]
а
[B]
b
= k
2
[С]
а
[D]
d
.
После разделения переменных:
c
K
b
B
a
A
d
D
c
C
k
k
][][
][][
2
1
,
(6.2.1)
где
К
С
– константа равновесия.
Частное от деления произведения равновесных концентра-
ций в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, про-
дуктов реакции на произведение равновесных концентраций исход-
ных веществ в соответствующих степенях является величиной
постоянной при данной температуре и давлении и называется
константой равновесия и обозначается символом К.
В выражение для константы химического равновесия за-
писывают только концентрации газообразных и растворенных
веществ. Концентрации твердых веществ и чистых жидкостей
считаются практически постоянными величинами.
Для реакций с участием газообразных веществ константу
равновесия более целесообразно выражать через парциальные
давления газов (
Р), а не через их концентрации. В этом случае
константу равновесия обозначают символом
К
Р
.
Например, для реакции
2Н
2
(г)
+ О
2
(г)
⇄ 2Н
2
О
(г)
,
выражение для константы равновесия имеет вид
2
2
H
2
O
2
O
2
H
PP
P
K
P
.
(6.2.2)
Константа равновесия для реакции зависит от температу-
ры и давления, но не зависит от концентрации реагирующих
104
веществ. Присутствие катализатора также не влияет на кон-
станту равновесия, а только уменьшает время достижения рав-
новесия. Численное значение константы равновесия характери-
зует выход продуктов реакции: чем больше константа равнове-
сия, тем полнее выход продуктов. Она связана со стандартным
изменением энергии Гиббса уравнением
P
KTRG
r
lnΔ
0
298
.
(6.2.3)
Из уравнения 6.2.3 следует, что при
0Δ
0
298
G
r
, К
Р
> 1, а это оз-
начает, что продукты реакции преобладают над исходными ве-
ществами (т. е. возможно самопроизвольное протекание прямой
реакции при стандартных условиях); при 0Δ
0
298
G
r
, К
Р
< 1, сле-
довательно, исходные вещества преобладают над продуктами
реакции (т. е. возможно самопроизвольное протекание обрат-
ной реакции при стандартных условиях).
Химическое равновесие сохраняется, пока внешние усло-
вия сохраняются постоянными. Изменение условий вызывает
смещение химического равновесия. Равновесие может быть на-
рушено вследствие изменения концентрации исходных веществ
и продуктов реакции, изменения температуры и давления.
Поведение системы в этом случае может быть описано
принципом
Ле Шателье: если на систему, находящуюся в рав-
новесии, оказать какое-либо воздействие, то в результате
протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком
направлении, чтобы уменьшить оказанное воздействие.
Условия смещения равновесия следующие:
1. Повышение температуры вызывает ускорение той ре-
акции, протекание которой сопровождается поглощением тепла
(эндотермическая реакция). Напротив, понижение температуры
благоприятствует протеканию реакции, сопровождающейся
выделением тепла (экзотермической реакции).
2. Повышение давления ускоряет ту реакцию, в которой
происходит уменьшение количеств газообразных веществ, а

Страницы