Урок 4. Обратимые и необратимые реакции. Понятие о химическом равновесии.
Предмет: Химия, 9 класс

Конспект объясняющего модуля

Обратимые и необратимые реакции. Понятие о химическом равновесии.

Существует ряд химических реакций, которые протекают до конца. Рассмотрим следующую химическую реакцию: магний взаимодействует с кислородом с образованием оксида магния. Данная реакция идет до конца. Такие реакции называются необратимыми

Рассмотрим другую химическую реакцию: оксид углерода (IV) взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты. Образующаяся угольная кислота является нестабильной и распадается с образованием углекислого газа и воды. Следовательно, данная химическая реакция идет не до конца, одновременно протекают две реакции: прямая и обратная. Такие химические реакции, протекающие во взаимно противоположных направлениях, называют обратимыми.

Рассмотрим, как меняется скорость прямой и обратной химических реакций. В начале скорость прямой реакции максимальна, а обратной минимальна. Затем, по мере расходования исходных веществ, скорость прямой реакции уменьшается, а обратной возрастает. Наступает момент, когда скорости прямой и обратной реакции становятся равны. Такое состояние системы называют химическим равновесием

Примерами наиболее известных обратимых реакций могут быть: синтез аммиака из водорода и азота, окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI), взаимодействие оксида серы (IV) с водой с образованием сернистой кислоты.

Химическое равновесие можно смещать как в сторону прямой реакции (вправо), так и в сторону обратной реакции (влево), изменяя следующие условия: температуру, давление и концентрацию реагентов или продуктов реакции согласно принципу Ле Шателье. Рассмотрим реакцию окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Прямая реакция данного процесса является экзотермической, поэтому в конце реакции ставится обозначение «+Q». При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть, в сторону обратной реакции (влево). При понижении температуры равновесие смещается в сторону в сторону экзотермической реакции, то есть, в сторону прямой реакции (вправо)

Рассмотрим, как изменение давления будет влиять на смещение равновесия. Для этого необходимо узнать, как изменяется объем газообразных веществ в ходе химической реакции. В рассматриваемом примере в левой части уравнения в реакцию вступают три объема газов (два оксида серы (IV) и один кислорода), а в правой части уравнения образуется два объема газа, следовательно, прямая реакция протекает с уменьшением объема, а обратная с увеличением. При повышении давления равновесие будет смещаться в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема (в данном случае в сторону прямой реакции), а при понижении давления равновесие будет смещаться в сторону реакции, ведущей к увеличению объема (в данном случае в сторону обратной реакции).

Рассмотрим, как изменение концентрации будет влиять на смещение равновесия. Увеличение концентрации одного из исходных веществ ( в нашем примере это оксид серы четыре и кислород) равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо), а при увеличении концентрации продуктов реакции ( в данном случае это оксид серы (VI)), равновесие смещается в сторону обратной реакции.

Катализаторы в равной степени ускоряют скорость прямой и обратной реакции, поэтому на смещение равновесия не влияют.