Игры по химии
<<  Химические свойства Химическое равновесие  >>
Химическое равновесие
Химическое равновесие
Обратимые и необратимые химические реакции
Обратимые и необратимые химические реакции
Обратимые и необратимые химические реакции
Обратимые и необратимые химические реакции
Обратимые и необратимые химические реакции
Обратимые и необратимые химические реакции
Химическое равновесие
Химическое равновесие
Особенности химического равновесия
Особенности химического равновесия
Количественные характеристики химического равновесия (1)
Количественные характеристики химического равновесия (1)
Количественные характеристики химического равновесия (2)
Количественные характеристики химического равновесия (2)
Количественные характеристики химического равновесия (3)
Количественные характеристики химического равновесия (3)
Количественные характеристики химического равновесия (4)
Количественные характеристики химического равновесия (4)
Практическое значение константы равновесия
Практическое значение константы равновесия
Уравнения изотермы, изобары и изохоры химической реакции
Уравнения изотермы, изобары и изохоры химической реакции
Выводы
Выводы
Принцип Ле-Шателье-Брауна
Принцип Ле-Шателье-Брауна

Презентация: «Химическое равновесие». Автор: User. Файл: «Химическое равновесие.ppt». Размер zip-архива: 248 КБ.

Химическое равновесие

содержание презентации «Химическое равновесие.ppt»
СлайдТекст
1 Химическое равновесие

Химическое равновесие

Физическая химия. Лекция 7.

2 Обратимые и необратимые химические реакции

Обратимые и необратимые химические реакции

Сущность любой химической реакции заключается в том, что исходные вещества (реагенты), в результате взаимодействия их атомов, молекул, ионов превращаются в продукты (конечные вещества): aA + bB = dD + fF Различают обратимые и необратимые химические реакции Необратимые реакции проходят самопроизвольно только в одном направлении, которое в уравнениях указывают символом необратимости (односторонней направленности) процесса aA + bB ? dD + fF Взятые в стехиометрическом соотношении исходные вещества полностью превращаются в продукты, и теоретический выход продуктов равен 100% О таких реакциях говорят, что они идут до конца

Реагенты продукты

2

3 Обратимые и необратимые химические реакции

Обратимые и необратимые химические реакции

Признаки необратимости химических реакций: Образование устойчивого в условиях проведения реакции продукта: а) соединения, удаляющегося из сферы реакции – осадка или газа б) слабого электролита - прочного комплекса и/или малодиссоциирующего вещества Экзотермичность реакции (?Н реакции < 0), сопровождающейся образованием б?льшего числа моль продуктов, чем исходных веществ, т.е. протекающей с увеличением энтропии (?S реакции > 0): Таким образом, необратимыми являются реакции нейтрализации, комплексообразования, термического разложения сложных вещества, полного горения, взаимодействия активных металлов с водой, кислородом, кислотами и др.

3

4 Обратимые и необратимые химические реакции

Обратимые и необратимые химические реакции

Обратимыми называют реакции, протекающие самопроизвольно при данных условиях одновременно и независимо в двух противоположных направлениях: прямом, т.е. от реагентов к продуктам, и обратном, т.е. от продуктов к реагентам В условиях закрытой системы реакция может быть доведена только до состояния равновесия На практике требуется проводить процесс так, чтобы преобладала реакция, идущая в одном направлении, т.е. выбирают такие условия их проведения, при которых достигается максимально возможный выход продукта (при наибольшей скорости их образования) Обратимые (и необратимые) реакции бывают гомогенные (газовые, жидкостные) и гетерогенные Обратимые реакции протекают до состояния химического равновесия Максимальный выход продуктов менее 100%

4

5 Химическое равновесие

Химическое равновесие

Состояние химического равновесия является пределом протекания обратимых реакций в заданных условиях Равновесие в системе наступает в результате стремления её к минимальному значению энергии и максимальному значению энтропии В состоянии равновесия в реакционной смеси всегда присутствуют и исходные вещества, и продукты При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, и стечением времени не происходит изменения количеств реагирующих веществ в смеси Истинное химическое равновесие устанавливается лишь в закрытых системах

5

Изменение энтропии по мере протекания процесса

Изменение энергии Гиббса по мере протекания процесса а)обратимая реакция б) необратимая реакция

6 Особенности химического равновесия

Особенности химического равновесия

Термодинамическая устойчивость – постоянство во времени равновесного состава системы в отсутствие внешних воздействий (изменения температуры, давления или концентраций веществ, участвующих в образовании системы) Подвижность – способность положения равновесия легко смещаться в ту или иную сторону при наличии внешних воздействий. В результате изменения условий система переходит из одного равновесного состояния в другое. После прекращения внешнего воздействия она вновь возвращается в исходное равновесное состояние Возможность достижения системой равновесного состояния с различным исходным соотношением реагентов при подходе к нему с двух сторон – как со стороны реагентов (в результате самопроизвольного процесса), так и со стороны продуктов (в результате несамопроизвольного процесса). Следовательно, обе реакции – и прямая, и обратная – в зависимости от условий могут протекать самопроизвольно Динамический характер – т.е. в состоянии равновесия процесс не останавливается, прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью; в результате концентрации всех веществ остаются постоянными во времени (не меняются), устанавливаются т.н. равновесные концентрации, а общая (результирующая) скорость всего процесса становится равной нулю

6

7 Количественные характеристики химического равновесия (1)

Количественные характеристики химического равновесия (1)

Равновесный состав реакционной смеси – состав реакционной смеси, соответствующий состоянию равновесия Зависит от природы веществ, участвующих в химической реакции, их исходных количеств, от внешних условий (температуры, давления) Выражается через равновесные мольные доли Равновесному составу отвечают равновесные концентрации или равновесные парциальные давления (для газов) , Для реальных систем используют понятия соответственно активности и фугитивности Активность (фугитивность) – это величина, при подстановке которой вместо концентрации (парциального давления) в выражения, выведенные для идеальных систем, можно применять их к реальным системам - коэффициент активности (фугитивности)

7

8 Количественные характеристики химического равновесия (2)

Количественные характеристики химического равновесия (2)

Равновесный выход продукта – отношение количества вещества продукта в состоянии равновесия к его стехиометрическому количеству, рассчитанному при условии необратимого протекания реакции, либо отношение соответствующих концентраций Для реакции Равновесный выход продукта характеризует глубину протекания обратимой химической реакции по веществам D и F соответственно

8

9 Количественные характеристики химического равновесия (3)

Количественные характеристики химического равновесия (3)

Равновесная степень превращения реагента ? – отношение количества вещества превратившегося реагента к его начальному количеству, либо отношение соответствующих концентраций Для реакции

9

10 Количественные характеристики химического равновесия (4)

Количественные характеристики химического равновесия (4)

Константа равновесия – это величина, равная отношению произведения равновесных активностей (или фугитивностей для газов) продуктов реакции, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, к аналогичному произведению для исходных веществ в состоянии химического равновесия Для реакции константа равновесия, выраженная через активности и фугитивности веществ Константы равновесия для идеальных систем можно записать через парциальные давления, молярные концентрации, мольные доли Взаимосвязь между константами равновесия устанавливается с помощью закона Дальтона и уравнения состояния идеального газа Константы равновесия зависят только от температуры и называются термодинамическими константами равновесия Все константы равновесия – безразмерные величины

10

11 Практическое значение константы равновесия

Практическое значение константы равновесия

Знание константы равновесия позволяет судить о практической возможности протекания реакции, а также о глубине её протекания, т.е. о степени превращения вещества Если , то рассматриваемый процесс протекает со значительным выходом продуктов реакции Если , то выход продуктов мал, и такая реакция считается нерентабельной для технологического применения В технологической практике реакции с принято считать необратимыми, а реакции с практически невозможными Практически обратимыми считают реакции, для которых

11

12 Уравнения изотермы, изобары и изохоры химической реакции

Уравнения изотермы, изобары и изохоры химической реакции

Устанавливают связь между константами равновесия и термодинамическими характеристиками системы Были выведены Вант-Гоффом Уравнение изотермы связывает энергию Гиббса, константу равновесия и начальные (или текущие), т.е. неравновесные концентрации/активности или парциальные давления/фугитивности. Позволяет определить в каком направлении и до какого предела может протекать реакция при указанных условиях, а также температуру и состав исходной смеси, чтобы реакция протекала в нужном направлении и с определённым выходом Уравнение изобары определяет зависимость константы равновесия от температуры при постоянном давлении. Позволяет рассчитать тепловой эффект реакции, если известны константы равновесия при двух температурах, и пересчитать их с одной температуры на другую, зная тепловой эффект Уравнение изохоры определяет зависимость константы равновесия от температуры при постоянном объёме.

12

13 Выводы

Выводы

Обратимая химическая реакция может самопроизвольно протекать как в прямом, так и обратном направлениях Реакция протекает не до конца, а только до определённого предела, называемого состоянием динамического химического равновесия В состоянии равновесия энергия Гиббса системы минимальна, а парциальные давления всех участников постоянны во времени К равновесному состоянию можно подойти как со стороны исходных веществ, так и со стороны продуктов Самопроизвольно выйти из равновесного состояния система не может

13

14 Принцип Ле-Шателье-Брауна

Принцип Ле-Шателье-Брауна

Общий принцип смещения равновесия: Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, оказать внешнее воздействие, изменяя какие-либо условия (температуру, давление, концентрацию), то равновесие сместится так, чтобы уменьшить эффект внешнего воздействия Катализатор не влияет на состояние равновесия (на константу равновесия); он ускоряет одинаково как прямую, так и обратную реакции

14

«Химическое равновесие»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/khimicheskoe-ravnovesie-193647.html
cсылка на страницу

Игры по химии

9 презентаций об играх по химии
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Игры по химии > Химическое равновесие