Toolyard

Химическое равновесие: учебное руководство

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 K
  • K_p = K_c(RT)^Δn
  • K_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

Инструменты из этого руководства

Другие руководства

Закон Снеллиуса, преломление и полное внутреннее отражениеАтомные орбитали: s, p, d и fКак работает гель-электрофорез и как читать гель с ДНКФазы Луны, приливы и затменияБиномиальное распределение, колоколообразная кривая и доска ГальтонаПоследовательные и параллельные цепиКак работают буферы: уравнение Хендерсона — Хассельбаха и буферная ёмкостьМитоз и мейоз: фазы, кроссинговер и нерасхождениеКак работает парниковый эффектРяды Фурье: как собрать волну из синусоидЗакон Бернулли: неразрывность, расходомеры Вентури и трение в трубахКак работает электромагнитная индукция: закон Фарадея, правило Ленца, генераторы и трансформаторыКак работает хроматография: Rf, колонки и разрешениеЗакон Бугера — Ламберта — Бера: оптическая плотность, спектрофотометры и калибровочные кривыеКак идёт синтез белка: транскрипция, трансляция и мутацииФотосинтез и лимитирующие факторы: свет, углекислый газ и температураЦиклы хищников и жертв: уравнения Лотки — ВольтеррыЭпидемические модели SIR и SEIR: R₀, коллективный иммунитет и сглаживание кривойЖизненный цикл звезды и диаграмма Герцшпрунга — РасселаКристаллические решётки, элементарные ячейки и рентгеновская дифракцияСтроение клетки и органоиды: учебное руководствоМембраны и транспорт: учебное руководствоКлетки и транспорт: учебное руководствоДыхание и фотосинтез: учебное руководствоКлеточный цикл и мейоз: учебное руководствоЭкспрессия генов и синтез белка: учебное руководствоЭволюция и естественный отбор: учебное руководствоЭкология и поток энергии: учебное руководствоФизиология человека: учебное руководствоНервы и мышцы: учебное руководствоБиология растений: учебное руководствоИммунитет и эпидемиология: учебное руководствоФерменты и белки: учебное руководствоБиотехнология и молекулярные методы: учебное руководствоРост и подсчёт микроорганизмов: учебное руководствоСтроение атома и свет: учебное руководствоКинетика реакций: учебное руководствоСвободная энергия и самопроизвольность: учебное руководствоВероятность и распределения: учебное руководствоОрбиты и свет звёзд: учебное руководствоЗемлетрясения, плиты и датирование: учебное руководствоНоменклатура (названия соединений): учебное руководствоФункциональные группы: учебное руководствоСтроение и связи: учебное руководствоУглеводороды: алканы, алкены и алкины: учебное руководствоСпирты, фенолы и простые эфиры: учебное руководствоАльдегиды и кетоны: учебное руководствоКарбоновые кислоты и их производные: учебное руководствоАмины: учебное руководствоАроматические соединения: учебное руководствоСтереохимия: учебное руководствоЗамещение, отщепление и карбокатионы: учебное руководствоФизические свойства и кислотность: учебное руководствоЯМР- и ИК-спектроскопия: учебное руководствоЛабораторные методы: учебное руководствоКинематика: учебное руководствоЭлектромагнитная индукция: учебное руководствоСовременная физика: учебное руководствоДвижение брошенного тела: учебное руководствоРабота, энергия и мощность: учебное руководствоИмпульс и столкновения: учебное руководствоДвижение по окружности и гравитация: учебное руководствоКолебания: учебное руководствоЖидкости и газы: учебное руководствоВолны и звук: учебное руководствоОптика: учебное руководствоЭлектростатика: учебное руководствоМагнетизм: учебное руководство