Номер 2, страница 70 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 12. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и способы его смещения. Глава II. Химические реакции - номер 2, страница 70.

Условие.

2. Какое состояние обратимой реакции называется химическим равновесием? Как его сместить?

Решение.

Решение 2.

Какое состояние обратимой реакции называется химическим равновесием?

Химическое равновесие — это состояние обратимой химической реакции, при котором скорость прямой реакции (превращения исходных веществ в продукты) равна скорости обратной реакции (превращения продуктов обратно в исходные вещества).

Для общей обратимой реакции, которую можно записать как: $ aA + bB \rightleftharpoons cC + dD $

Состояние химического равновесия наступает, когда скорость прямой реакции ($v_{прям}$) становится равной скорости обратной реакции ($v_{обр}$): $ v_{прям} = v_{обр} $

Ключевой признак равновесия — постоянство концентраций всех участвующих в реакции веществ (как реагентов, так и продуктов) во времени. Важно понимать, что это динамическое равновесие: на микроуровне молекулы продолжают реагировать, превращаясь друг в друга, но так как скорости этих процессов в обоих направлениях одинаковы, макроскопические параметры системы (концентрации, давление, цвет) не изменяются.

Ответ: Химическим равновесием называется состояние обратимой реакции, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, вследствие чего концентрации всех реагентов и продуктов остаются постоянными во времени.

Как его сместить?

Сместить или нарушить химическое равновесие означает изменить условия таким образом, чтобы временно сделать скорость одной из реакций (прямой или обратной) больше другой. Это приводит к изменению равновесных концентраций и установлению нового состояния равновесия. Направление смещения равновесия описывается принципом Ле Шателье:

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру или давление), то равновесие сместится в том направлении, которое способствует ослаблению этого воздействия.

Существует три основных фактора, позволяющих сместить равновесие:

• Изменение концентрации:
  • При увеличении концентрации исходного вещества (реагента) равновесие смещается в сторону продуктов (вправо), чтобы израсходовать добавленное вещество.
  • При увеличении концентрации продукта реакции равновесие смещается в сторону исходных веществ (влево).
  • При уменьшении концентрации продукта (например, при его удалении из реакционной смеси) равновесие смещается в сторону его образования (вправо).
• Изменение давления (только для реакций с участием газов):
  • При увеличении давления равновесие смещается в сторону, где суммарное количество молей газообразных веществ меньше.
  • При уменьшении давления равновесие смещается в сторону, где суммарное количество молей газообразных веществ больше.
  • Если число молей газа в левой и правой частях уравнения одинаково, изменение давления не влияет на положение равновесия.
• Изменение температуры:
  • При повышении температуры равновесие смещается в направлении эндотермической реакции (той, что идет с поглощением тепла, $ \Delta H > 0 $).
  • При понижении температуры равновесие смещается в направлении экзотермической реакции (той, что идет с выделением тепла, $ \Delta H < 0 $).

Следует отметить, что катализатор не смещает химическое равновесие. Он в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции, поэтому равновесие достигается быстрее, но его положение не изменяется.

Ответ: Сместить химическое равновесие можно путем изменения концентрации реагирующих веществ, давления (для газовых систем) или температуры. Направление смещения определяется принципом Ле Шателье, согласно которому система противодействует внешнему воздействию.