Этап. Изучение нового материала.

Химические реакции, протекающие в одном направлении, называют необратимыми.

Большинство химических реакций являются обратимыми. Эта значит, что при одних и тех же условиях протекают и прямая, и обратная реакции (особенно если речь идет о замкнутых системах).
Состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций станут равными V-> = <-V. называют химическим равновесием. При этом концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции остаются без изменения. Кажется, что в целом ничего не изменяется. Но на самом же деле в прямой, и обратный процесс продолжают идти, но с равной скоростью. Поэтому такое равновесие в системе называют подвижным или динамическим.

 

График показывает, что в какой то момент скорости прямой и обратной реакции становятся равными.

Напишем это, используя кинетические уравнения для прямой и обратной реакций.

 

Vпр.= Кпр с (А)ª · с (В)^b V обр. = Кобр с (С)^c · с (D)^d

 

Vпр. = Vобр. Кпр с (А)ª · с (В)^b = Кобр с (С)^c · с (D)^d

 

Отсюда отношение константа скоростей прямой и обратной реакций.

 

 

Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции называют константой равновесия. Константа равновесия обозначается буквой К и показывает, насколько полно протекает прямая реакция до момента наступления химического равновесия. Она показывает соотношение между концентрациями продуктов реакции (числитель) и исходных веществ (знаменатель) которое устанавливается при равновесии.

Если константа равновесия больше единицы, это значит что на момент установления химического равновесия большая часть исходных веществ превратилась в продукты.

А если меньше единицы- в продукты превратилась меньшая часть исходных веществ.

Константы равновесия рассчитывают из опытных данных, определяя равновесные концентрации исходных веществ и продуктов реакции при определенной температуре.

Значение константы равновесия характеризует выход продуктов реакции, полноту ее протекания.

 

Рассмотрим разные способы смещения равновесия на примере реакции взаимодействия азота и водорода с образованием аммиака:

 

 

Влияние изменения концентрации веществ
При добавлении в реакционную смесь азота N2 и водорода H2 увеличивается концентрация газов, а значит, увеличивается скорость прямой реакции. Равновесие смещается вправо, в сторону продукта реакции, то есть в сторону аммиака.

Таким образом в реакционной смеси увеличится количество продукта реакции.
Увеличение же концентрации продукта реакции аммиака, приведет к смещению равновесия влево, в сторону образования исходных веществ.

Влияние изменения давления
Изменение давления оказывает влияние только на те системы, где хотя бы одно из веществ находится в газообразном состоянии. При увеличении давления уменьшается объем газон, а значит, увеличивается их концентрация.

Предположим, что давление в замкнутой системе повысили, это значит, что концентрации всех газообразных веществ в рассматриваемой нами реакции возрастут в 2 раза.

Изменение давления практически не сказывается на объеме жидких и твердых веществ, то есть не изменяет их концентрацию. Следовательно, состояние химического равновесия реакций, в которых не участвуют газы, не зависит от давления.

Влияние изменения температуры
При повышении температуры, как вы знаете, скорости всех реакций (экзо и эндотермических) увеличиваются. Причем повышение температуры больше сказывается на скорости тех реакций, которые имеют большую энергию активации, а значит, эндотермических.

Таким образом, скорость обратной реакции (в нашем примере эндотермической) увеличится сильнее, чем скорость прямой. Равновесие сместится в сторону процесса, сопровождающегося поглощением энергии.

Значение константы равновесия характеризует выход продуктов реакции, полноту ее протекания. В случае гетерогенных реакций в выражение константы равновесия входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой или жидкой фазе.

Направление смещения равновесия можно предсказать, пользуясь принципом

Ле Шателье (1884 г.):

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие (изменяется концентрация, давление, температура), то равновесие смешается в ту сторону, которая ослабляет данное воздействие.

4 этап. Закрепление нового материала 1.Структура СИМАЛТИНИУС РАУНД ТЕЙБЛ
Вопрос. Как надо изменить концентрации исходных веществ и продуктов реакции, давление и температуру системы С4Н10 <->С4Н8+ Н2 – Q, чтобы сместить равновесие в сторону продуктов реакции?

2.Структура КУИЗ-КУИЗ-ТРЭЙД
Вопросы 1)Влияет ли катализатор на смещение равновесия? (Нет, т.к. одинаково ускоряет прямые и обратные реакции.)

2)Какие факторы влияют на смещение химического равновесия? (Температура, давление, концентрации исходных веществ и продуктов)