Номер 3, страница 102, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Почему химическое равновесие называется динамичным? Приведите примеры.

Химическое равновесие называется динамичным (или подвижным), потому что при достижении этого состояния химические реакции не прекращаются. В системе одновременно и с одинаковой скоростью протекают две противоположные реакции: прямая (превращение реагентов в продукты) и обратная (превращение продуктов обратно в реагенты).

Скорость прямой реакции ($v_{прямая}$) становится равной скорости обратной реакции ($v_{обратная}$):

$v_{прямая} = v_{обратная}$

В результате этого равенства скоростей видимые (макроскопические) параметры системы, такие как концентрации всех реагирующих веществ, давление и температура, перестают изменяться со временем. Создается впечатление, что реакция остановилась, но на микроскопическом уровне продолжается непрерывное взаимное превращение веществ. Это ключевое отличие от статического равновесия, при котором все процессы полностью прекращаются.

Примеры динамического равновесия:

1. Синтез аммиака (процесс Габера-Боша). Это классический пример обратимой химической реакции.

$N_{2(г)} + 3H_{2(г)} \rightleftharpoons 2NH_{3(г)}$

В состоянии равновесия молекулы азота и водорода непрерывно реагируют, образуя аммиак (прямая реакция), и в то же самое время молекулы аммиака распадаются обратно на азот и водород (обратная реакция). Поскольку скорости этих двух процессов равны, концентрации $N_2$, $H_2$ и $NH_3$ в реакционной смеси остаются постоянными.

2. Испарение и конденсация воды в закрытом сосуде. Хотя это пример физического равновесия, он наглядно демонстрирует динамический характер.

$H_2O_{(ж)} \rightleftharpoons H_2O_{(г)}$

В закрытой емкости, частично заполненной водой, молекулы воды с поверхности жидкости постоянно переходят в газообразное состояние (испарение). Одновременно с этим молекулы водяного пара в пространстве над жидкостью сталкиваются с ее поверхностью и возвращаются в жидкое состояние (конденсация). Когда наступает равновесие, скорость испарения становится равной скорости конденсации. Уровень воды и давление пара остаются постоянными, хотя на молекулярном уровне происходит непрерывный обмен молекулами между фазами.

3. Диссоциация слабой кислоты в растворе.

$CH_3COOH_{(р-р)} \rightleftharpoons H^+_{(р-р)} + CH_3COO^-_{(р-р)}$

В водном растворе уксусной кислоты непрерывно идут два процесса: диссоциация молекул кислоты на ионы и ассоциация (соединение) ионов обратно в молекулы. В состоянии равновесия скорости этих процессов равны, поэтому концентрации недиссоциированных молекул $CH_3COOH$, ионов водорода $H^+$ и ацетат-ионов $CH_3COO^-$ остаются неизменными, что проявляется в постоянном значении pH раствора.

Ответ: Химическое равновесие называется динамичным, потому что оно представляет собой состояние, в котором прямая и обратная реакции продолжают протекать с одинаковыми скоростями. Из-за этого равенства скоростей состав системы (концентрации реагентов и продуктов) со временем не меняется, хотя на молекулярном уровне происходят непрерывные превращения.