Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Правило Ле Шателье-Брауна




 

Характер смещения под влиянием внешних воздействий можно прогнозировать, применяя принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается воздействие извне, то равновесие в системе смещается так, чтобы ослабить внешнее воздействие.

 

1. Влияние концентраций.

Повышение концентрации одного из реагирующих веществ смещает равновесие в сторону расходования вещества. Понижение концентрации – в сторону образования вещества.

2. Влияние температуры.

Повышение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с поглощением теплоты (эндотермической), а понижение температуры смещает равновесие в сторону реакции, идущей с выделением теплоты (экзотермической).

3. Влияние давления.

Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, идущей с уменьшением объема и, наоборот, понижение давления – в сторону реакции, идущей с увеличением объема.

Пример 1. Как сместится химическое равновесие при синтезе аммиака в экзотермической реакции?

 

Решение. При повышении температуры в экзотермической реакции

3H2(г) + N2(г) = 2NH3(г);

ΔH0 = -92,4 кДж

реакция протекает с выделением теплоты, равновесие должно сдвигаться влево (в сторону исходных веществ).

 

Скорость реакции:

;

.

 

При увеличении давления в три раза концентрация веществ увеличивается также в три раза:

;

.

 

Такое изменение концентрации увеличивает скорость прямой реакции в 81 раз, а обратное в 9 раз, т.е. при увеличении давления в три раза состояние равновесия достигается быстрее в 81 : 9 = 9 раз. В левой части уравнения участвуют в реакции 3 + 1 = 4 моль веществ, а в правой части уравнения получается 2 моль, поэтому увеличение давления приводит к повышению выхода целевого продукта, что подтверждает принцип Ле Шателье.

Пример 2. При синтезе аммиака N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г) равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ, : [N2] = 4; [H2] = 2; [NH3] = 6. Рассчитайте константу равновесия этой реакции и исходные концентрации азота и водорода.

 

Решение. Константа равновесия реакции

.

Начальная концентрация вещества складывается из равновесной концентрации этого вещества и количества вещества, израсходованного на образование равновесной концентрации продукта реакции. На основе уравнения реакции определяем количество израсходованного N2:

 

на образование 2 моль NH3 расходуется 1 моль N2;

на образование 6 моль NH3 расходуется x моль N2.

Отсюда .

 

Начальная концентрация азота

= [N2] + x = 4 + 3 = 7 .

 

Аналогично составим пропорцию:

 

на образование 2 моль NH3 расходуется 3 моль H2;

на образование 6 моль NH3 расходуется y моль H2.

Отсюда

 

Начальная концентрация водорода

= [H2] + y = 2 + 9 = 11 .

 

Ответ: начальные концентрации ;


Задания

 

81-84. В гомогенной газовой системе установилось равно­весие. Напишите выражение для константы равновесия. Дайте обоснованные ответы на вопросы: а) как и во сколько раз изменит­ся скорость прямой реакции при увеличении давления в системе в два раза; б) как увеличение давления отразится на состоянии рав­новесия; в) в каком направлении сместится равновесие при увели­чении температуры?

 

Номер задачи Уравнение реакции
H2 + I2 2HI ΔH < 0
N2O4 2NO2 ΔH > 0
2A2 + B2 2A2B ΔH < 0
2SO3 2SO2 + O2 ΔH > 0

 

85-88. В гетерогенной системе установилось равновесие. Напишите выражение для константы равновесия. Дайте обосно­ванные ответы на вопросы: а) как уменьшение давления отразится на состоянии равновесия; б) в каком направлении сместится рав­новесие при уменьшении температуры; в) как и во сколько раз из­менится скорость прямой реакции при уменьшении давления в системе в два раза?

 

Номер задачи Уравнение реакции
C(графит) + СО2(г) 2СО2(г) ΔH > 0
MgO(к) + CO2(г) MgCO3(к) ΔH < 0
FeO(к) + H2(г) Fe(к) + H2O ΔH > 0
CaO(к) + H2O(г) Са(ОН)2(к) ΔH < 0

 

89. Напишите выражения для скоростей прямой и обратной реакций и для константы равновесия:

 

2CO(г) + O2(г) 2CO2(г); ΔH0 < 0.

 

Как следует изменить в реакционном сосуде: а) температуру; б) давление, чтобы сместить равновесие в прямом направлении?

 

90. Напишите выражения для скоростей прямой и обратной реакций и константы равновесия:

 

MgCO3(к) MgO(к) + CO2(г); ΔH0 > 0.

 

В каком направлении сместится равновесие: а) по мере накоп­ления в реакторе MgO; б) при увеличении в реакторе давления; в) при увеличении температуры?

 

 

91. Напишите выражения для скоростей прямой и обратной реакций:

 

2NO2(г) 2NO(г) + O2(г).

 

Как изменятся эти скорости: а) при увеличении концентрации NO в три раза; б) при увеличении давления в реакционном сосуде в два раза?

Как эти воздействия повлияют на состояние равновесия и ве­личину константы равновесия? Напишите выражение для кон­станты равновесия.

 

92. Константа равновесия гомогенной системы

 

N2 + 3H2 = 2NH3

 

при температуре 400°С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 . Вычислите равновесную и начальную концентрации азота.

 

93. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы

 

2NO + O2 = 2NO2

 

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO] = 0,2 ; [О2] = 0,1 ; [NO2] = 0,1 . Вычислите константу равновесия и концентрацию NO и О2.

 







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2021 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных