Номер 582, страница 96 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

582. Выберите справедливое утверждение. В состоянии химического равновесия:

а) скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции;

б) концентрация исходных веществ равна концентрации продуктов реакции;

в) превращение веществ не происходит;

г) за единицу времени образуется столько молекул продуктов реакции, сколько их и распадается.

Для выбора справедливого утверждения о состоянии химического равновесия проанализируем каждый из предложенных вариантов.

а) скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции;

Химическое равновесие — это состояние обратимой химической реакции, при котором скорость, с которой реагенты превращаются в продукты (скорость прямой реакции, $v_{прям}$), становится равной скорости, с которой продукты превращаются обратно в реагенты (скорость обратной реакции, $v_{обр}$). Это фундаментальное определение химического равновесия. В состоянии равновесия макроскопические параметры системы (концентрации, давление, температура) не изменяются со временем, так как оба процесса уравновешивают друг друга. Математически это выражается как:

$v_{прям} = v_{обр}$

Таким образом, данное утверждение является точным и универсальным определением химического равновесия.

Ответ: утверждение справедливо.

б) концентрация исходных веществ равна концентрации продуктов реакции;

Данное утверждение в общем случае неверно. При достижении равновесия концентрации всех веществ (и исходных, и продуктов) становятся постоянными, но это не означает, что они равны друг другу. Соотношение равновесных концентраций определяется константой равновесия $K_c$. Для гипотетической реакции $A \rightleftharpoons B$ константа равновесия $K_c = \frac{[B]}{[A]}$. Концентрации $[A]$ и $[B]$ будут равны только в частном случае, когда $K_c = 1$. В большинстве реакций константа равновесия не равна единице, поэтому и равновесные концентрации реагентов и продуктов не равны.

Ответ: утверждение несправедливо.

в) превращение веществ не происходит;

Это утверждение неверно. Химическое равновесие носит динамический характер. Это означает, что реакции не прекращаются. И прямая, и обратная реакции продолжают протекать с одинаковой скоростью. На микроскопическом уровне молекулы реагентов непрерывно превращаются в молекулы продуктов, и одновременно молекулы продуктов с той же интенсивностью превращаются обратно в молекулы реагентов. Именно поэтому суммарного изменения в системе не наблюдается, но сами процессы превращения не останавливаются.

Ответ: утверждение несправедливо.

г) за единицу времени образуется столько молекул продуктов реакции, сколько их и распадается.

Это утверждение является описанием динамического равновесия на молекулярном уровне и по сути отражает равенство скоростей. Однако его формулировка не является универсально точной для всех типов реакций. Термин «распадается» хорошо подходит для реакций разложения (например, $2NH_3 \rightleftharpoons N_2 + 3H_2$), где обратная реакция — это распад аммиака. Но для других типов реакций, например, гидролиза сложного эфира ($CH_3COOC_2H_5 + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + C_2H_5OH$), обратный процесс — это реакция этерификации, которую некорректно называть «распадом» уксусной кислоты и спирта. В отличие от этого, утверждение (а) о равенстве скоростей прямой и обратной реакций является универсальным и применимым к любой обратимой реакции. Поэтому данное утверждение, хотя и близко к истине, является менее точным и общим, чем утверждение (а).

Ответ: утверждение несправедливо (не является универсально точным).