Какие реакции называются необратимыми, а какие — обратимыми? Приведите примеры реакций обоих типов из курсов неорганической и органической химии.

Определение: Химическое равновесие — это состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, и концентрации всех реагирующих веществ остаются постоянными. Три фактора, смещающие химическое равновесие (принцип Ле Шателье): 1. Изменение концентрации веществ. 2. Изменение температуры. 3. Изменение давления (для газообразных систем). Решение заданий из учебника: 1. Необратимые реакции протекают до конца (образуется газ, осадок или слабый электролит). Обратимые реакции протекают в обоих направлениях. Примеры: необратимая — горение магния ($2Mg + O_2 = 2MgO$); обратимая — синтез аммиака ($N_2 + 3H_2 \rightleftarrows 2NH_3$). Химическое равновесие — это состояние, когда скорости прямой и обратной реакций равны. 2. При обратимой реакции равновесие наступает, когда скорости прямой и обратной реакций выравниваются, а концентрации участников реакции перестают меняться. 3. Синтез оксида азота(IV): $2NO + O_2 \rightleftarrows 2NO_2 + Q$. Реакция экзотермическая. Чтобы сместить равновесие вправо (в сторону продуктов): нужно понизить температуру и повысить давление (уменьшение объема). 4. Этерификация: $CH_3COOH + C_2H_5OH \rightleftarrows CH_3COOC_2H_5 + H_2O$. Реакция обратимая. Смещение вправо: увеличить концентрацию одного из реагентов (кислоты или спирта) или удалять продукты (эфир или воду) из зоны реакции. 5. При синтезе аммиака ($N_2 + 3H_2 \rightleftarrows 2NH_3 + Q$) реакция экзотермическая. Повышение температуры ускоряет реакцию, но смещает равновесие влево (в сторону реагентов). Поэтому процесс ведут при «оптимальной» температуре (около 450-500°C), которая обеспечивает достаточную скорость при приемлемом выходе. 6. Азот и водород, не вступившие в реакцию, возвращают обратно в колонну синтеза (циркуляция), чтобы повысить общий выход аммиака и экономить сырье.