Номер 1, страница 70, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Поясните, что означает "сместить химическое равновесие".

1. Поясните, что означает "сместить химическое равновесие".

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 этом состоянии концентрации всех участвующих веществ (реагентов и продуктов) остаются постоянными во времени, хотя на микроуровне реакции продолжаются.

Фраза "сместить химическое равновесие" означает нарушить это состояние равновесия путем изменения внешних условий, что приводит к преобладанию одной из реакций (прямой или обратной) до тех пор, пока система не достигнет нового состояния равновесия с новыми равновесными концентрациями.

Направление смещения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру или давление), то равновесие сместится в таком направлении, чтобы ослабить это воздействие.

Рассмотрим основные способы смещения равновесия:

1. Изменение концентрации:

• При увеличении концентрации одного из исходных веществ (реагентов), равновесие смещается в сторону продуктов (вправо), чтобы израсходовать добавленное вещество.

• При увеличении концентрации одного из продуктов, равновесие смещается в сторону исходных веществ (влево).

• При уменьшении концентрации (например, удалении из системы) продукта, равновесие смещается в сторону его образования (вправо), чтобы восполнить его убыль. Это часто используется в промышленности для увеличения выхода целевого продукта.

2. Изменение температуры:

• При повышении температуры равновесие смещается в направлении эндотермической реакции (реакции, идущей с поглощением тепла, $ \Delta H > 0 $), чтобы "потратить" избыточное тепло.

• При понижении температуры равновесие смещается в направлении экзотермической реакции (реакции, идущей с выделением тепла, $ \Delta H < 0 $), чтобы "компенсировать" недостаток тепла.

3. Изменение давления (для реакций с участием газов):

• При повышении давления равновесие смещается в сторону, где находится меньшее количество молей газообразных веществ, чтобы снизить давление.

• При понижении давления равновесие смещается в сторону, где находится большее количество молей газообразных веществ.

• Если число молей газа в левой и правой частях уравнения одинаково, изменение давления не смещает равновесие.

Пример: реакция синтеза аммиака (процесс Габера-Боша):

$ N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г); \Delta H = -92,4 \text{ кДж/моль} $ (реакция экзотермическая).

Чтобы сместить равновесие вправо (в сторону образования продукта $ NH_3 $), необходимо:

• Увеличивать концентрацию $ N_2 $ или $ H_2 $.

• Уменьшать концентрацию $ NH_3 $ (например, отводя его из реактора).

• Повышать давление (т.к. слева 1+3=4 моль газа, а справа 2 моль газа; система стремится к меньшему объему).

• Понижать температуру (т.к. прямая реакция экзотермическая).

Таким образом, "сместить равновесие" — это целенаправленно изменить условия протекания обратимой реакции, чтобы заставить ее идти преимущественно в сторону образования нужных продуктов (смещение вправо) или, наоборот, в сторону исходных веществ (смещение влево).

Ответ: "Сместить химическое равновесие" означает изменить внешние условия (концентрацию, температуру, давление) для обратимой реакции таким образом, чтобы скорость прямой или обратной реакции временно стала выше, что приводит к изменению концентраций реагентов и продуктов и установлению нового равновесного состояния с иным соотношением веществ.