Главные идеи
В состоянии равновесия прямая и обратная реакции идут с одинаковой скоростью, и концентрации перестают меняться. Константа равновесия K показывает, насколько далеко идёт реакция, а принцип Ле Шателье предсказывает, как смещается равновесие.
- Для aA + bB ⇌ cC + dD: K_c = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ). Чистые твёрдые вещества и жидкости не входят.
- Сравните реакционный коэффициент Q с K. Если Q < K, реакция идёт вперёд, если Q > K — назад, если Q = K — система в равновесии.
- Ле Шателье: система при воздействии смещается так, чтобы его ослабить. Добавление реагента смещает равновесие вправо, а повышение температуры благоприятствует эндотермическому направлению.
- Для газов K_p = K_c(RT)^Δn, а для малорастворимой соли K_sp — произведение концентраций ионов в степенях коэффициентов.
Основные формулы
K_c = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ)Q vs KK_p = K_c(RT)^ΔnK_sp = [M]ᵐ[X]ˣ
Разобранный пример
Для N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃ равновесные концентрации [N₂] = 0,50, [H₂] = 0,20 и [NH₃] = 0,10 моль/л. K_c = 0,10² ÷ (0,50 × 0,20³) = 0,010 ÷ 0,0040 = 2,5. Для AgCl с K_sp = 1,8 × 10⁻¹⁰ растворимость s = √K_sp = 1,3 × 10⁻⁵ моль/л.
Частые ошибки
- Помещение в числитель концентраций реагентов вместо продуктов.
- Включение чистых твёрдых веществ или жидкостей в выражение для K.
- Мнение, что катализатор меняет значение K. Он одинаково ускоряет оба направления и лишь помогает быстрее достичь равновесия.
Практика
Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Химическое равновесие