Номер 1, страница 164 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 23. Химическое равновесие и способы его смещения - номер 1, страница 164.

Условие.

1. Какие химические реакции называются обратимыми? Как изменяется величина изобарно-изотермического потенциала в ходе обратимого процесса?

Решение.

Решение 2.

1. Обратимыми химическими реакциями называют такие реакции, которые при одних и тех же условиях могут протекать одновременно как в прямом, так и в обратном направлении. В уравнениях обратимых реакций используется знак обратимости $ \rightleftharpoons $.

Примером может служить реакция синтеза аммиака из азота и водорода (процесс Габера):

$ N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г) $

Это означает, что молекулы азота и водорода реагируют, образуя аммиак (прямая реакция), и в то же время молекулы аммиака распадаются на исходные вещества — азот и водород (обратная реакция). В замкнутой системе такие реакции со временем приходят в состояние химического равновесия, когда скорости прямой и обратной реакций становятся равными.

Изобарно-изотермический потенциал, также известный как энергия Гиббса ($\text{G}$), является мерой той части полной энергии системы, которую можно использовать для совершения химической работы при постоянных температуре ($\text{T}$) и давлении ($\text{P}$). Изменение энергии Гиббса ($ \Delta G $) определяет возможность самопроизвольного протекания процесса в этих условиях.

В термодинамике обратимый процесс — это идеализированный процесс, который проходит через непрерывную последовательность равновесных состояний. Это означает, что система в любой момент времени находится в состоянии равновесия со своим окружением. Условием термодинамического равновесия для системы при постоянных $\text{T}$ и $\text{P}$ является равенство нулю изменения энергии Гиббса:

$ dG = 0 $

Поскольку обратимый процесс представляет собой цепочку таких равновесных состояний, то для всего процесса в целом изменение изобарно-изотермического потенциала равно нулю.

$ \Delta G_{обр} = 0 $

Таким образом, в ходе обратимого процесса величина изобарно-изотермического потенциала не изменяется.

Ответ: Обратимые химические реакции — это реакции, способные протекать в данных условиях как в прямом, так и в обратном направлении. В ходе обратимого термодинамического процесса, который протекает через последовательность равновесных состояний при постоянном давлении и температуре, величина изобарно-изотермического потенциала (энергии Гиббса) не изменяется, то есть ее изменение равно нулю ($ \Delta G = 0 $).