Номер 2, страница 105, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Поясните, что означает "сместить химическое равновесие"?

2. Поясните, что означает "сместить химическое равновесие"?

Решение

Химическое равновесие — это состояние обратимой химической реакции, при котором скорость прямой реакции (превращение реагентов в продукты) равна скорости обратной реакции (превращение продуктов обратно в реагенты). В состоянии равновесия концентрации всех участвующих веществ (реагентов и продуктов) остаются постоянными во времени, хотя сами реакции не прекращаются. Это динамическое равновесие.

Рассмотрим общую обратимую реакцию: $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$. В состоянии равновесия скорости прямой ($V_{прям}$) и обратной ($V_{обр}$) реакций равны: $V_{прям} = V_{обр}$.

"Сместить химическое равновесие" — это значит изменить внешние условия (такие как концентрация, температура или давление) таким образом, чтобы нарушить существующее равновесие. В результате этого воздействия скорости прямой и обратной реакций перестают быть равными, и система начинает переходить в новое состояние равновесия, соответствующее новым условиям. Этот переход и называется смещением или сдвигом равновесия.

Смещение равновесия может происходить в двух направлениях. Смещение вправо (в сторону продуктов): это происходит, когда после изменения условий скорость прямой реакции ($V_{прям}$) становится больше скорости обратной реакции ($V_{обр}$). В результате концентрация продуктов ($\text{C}$, $\text{D}$) увеличивается, а концентрация реагентов ($\text{A}$, $\text{B}$) уменьшается до тех пор, пока не установится новое равновесие. Смещение влево (в сторону реагентов): это происходит, когда скорость обратной реакции ($V_{обр}$) становится больше скорости прямой реакции ($V_{прям}$). В результате концентрация реагентов ($\text{A}$, $\text{B}$) увеличивается, а концентрация продуктов ($\text{C}$, $\text{D}$) уменьшается до установления нового равновесия.

Направление смещения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие, то равновесие сместится в том направлении, которое ослабляет это воздействие.

Например, изменение концентрации: если в систему $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} \rightleftharpoons 2NH_{3(г)}$ добавить азот ($N_2$), система будет противодействовать этому увеличению, расходуя азот, и равновесие сместится вправо, в сторону образования аммиака ($NH_3$). Изменение давления (для газов): при увеличении давления в той же системе равновесие сместится в сторону уменьшения общего числа молей газа, то есть вправо (из 1+3=4 молей газа образуется 2 моля газа). Изменение температуры: реакция синтеза аммиака экзотермическая (протекает с выделением тепла, $ \Delta H < 0 $), поэтому при повышении температуры равновесие сместится влево, в сторону эндотермической (обратной) реакции, чтобы поглотить избыток тепла.

Таким образом, "сместить равновесие" означает целенаправленно изменить условия для того, чтобы увеличить выход желаемых продуктов (сместить равновесие вправо) или, наоборот, подавить образование побочных продуктов.

"Сместить химическое равновесие" означает изменить внешние условия (концентрацию, давление, температуру) для обратимой реакции, что приводит к временному неравенству скоростей прямой и обратной реакций. В результате система переходит из одного равновесного состояния в другое, при этом изменяются равновесные концентрации реагентов и продуктов. Смещение может происходить в сторону продуктов (вправо) или в сторону исходных веществ (влево) в соответствии с принципом Ле Шателье.