химия

новесия вправо (—*), т.к. при протекании прямой реакции концен-

трации исходных веществ будут уменьшаться.Б

в) Влияние давления.

и

Клапейрон

Из уравнения Менделеева-

йа PV = nRT следует, что

о

Р = — RT = CRT.

давлени

Y

з

тя концентрации газообразных

веществ

При увеличении

возрастают, а при уменьшении давления - уменьшается. Таким об-

сторон

разом, изменения давления сводится к изменению концентрации во

п

столько же раз.

ы

изменение

давления смещает равновесие в

С другой

протекает в прямом направлении (—»). При повышении концентра-

ции NH3, при постоянном значении Кс, должны возрасти

концен-

ется уменьшением суммарного числа моль газообразных веществ

(уменьшениеме

давления). Для реакции

Р

2 Г

2 r

'З(г)3 r ,

ЗН ( ) + N ( ) <=> 2NH ( );

S

= ЗмольН

+ 1мольИ 2(г) = 4моль (газ ) ;

I

газ. моль

= 2моль1ЧН

3 (газ) .

прод р-ции

Объем обратно-пропорционален

Т

концентрации: С = ^ . Следо-

вательно, при увеличении объема

системы концентрацияУреаги-

торой было рассмотрено выше в пункте (б).

Б

Примеры

я задач

й

А

решени

1. Указать

правильное

Уровень

константы равновесия

выражение

следующей реакции: S(k) +о0 2 <=> S02(r).

т

и

б) К

=

P s o

'

а) К =

+

з

Ps ' Pq,

PS

2

о

PQ

п

в ) К

p

P

'

г) К

P

=

P0

е

p

'

p

r o 2

r so.

Р

тых

в степенях, которые соответствуют коэффициентам в уравне-

нии реакции. Тогда, для рассматриваемой реакции К р - ^so.

рс2

Ответ: в) Кп

PS0

= — - .

' Р

Р

го2

У

2. Определить, как изменится скорость прямой реакции А(г) +

+ 2В(Г) = 2С(Г),

Т

если увеличить давление в системе в 2 раза;

а) не изменится;

б) увеличится в 4 раза;

Б

в) уменьшится в 4 раза;

Н

г) увеличится в 8 раз.

й

Р е ш е н и е

веществ во столько же раз.

и

равна

Скорость реакции в начальный момент времени (uo), согласно

о

:

0 = К • СА • с | . Увеличение дав-

законам действующих масс,

т

увеличению концентрации исходных

ления в 2 раза равносильн

и

= 8о0. Константа ско-

Тогда и, = К • 2СА

• (2СВ )2 = 8К • СА • (СВ)2

з

рости реакции от концентрации реагирующих веществ не зависит.

4L

Следовательно, скорость реакции — =8 увеличится в 8 раз

п

Ответ

: б)оувеличится в 8 раз.

3. На основании принципа Ле Шателье определить правиль-

Р

ное направление смещения равновесия в следующей системе:

2S02(r) + 02(г) <=> 2S03(r),

ДГН°(298К) = -284,2 кДж.

1а)<-

б ) -

2 а)

б) «-

3

а) <—

б) не сместится

4

а)

б) -»•

Р е ш е н и е

а) Константа равновесия реакции

ДГН°(298К)<0, т. е. реакция экзотермическая, то при понижении

Т

температуры равновесие сместится в сторону прямой реакции (—>),

идущей с выделением теплоты т.е. вправо.

Н

б) В соответствии с принципом Ле Шателье увеличение давле-

ния смещает равновесие в сторону той (прямойБили обратной) реак-

ции, которая сопровождается уменьшением суммарного числа моль

газообразных веществ.

й

X пТсхТГ

и

=

ЗмольБО 2(Г) + 1мольО 2(Г) = Змоль(газ);

р

у г а з

мольо= 2 м о л ь 8 0 3i 4( г а з ) .

4-J прод.р-цин

'

т

Следовательно,

пр

повышении

давления равновесие системы

и

смещается

з(—>).

Ответ: 4а) —

б

) ->.

о

вправ

Уровень

В

е

Дано:

Еак = 60 кДж/моль

а) Ti = 320К,

Т2

= 360К

б) Т = 298К,

£«(*»,) = 4 8

кДж/моль

У

а)

Т

и 3 2 0

Н

б)

"кат.. 7

U

Б

Р е ш е н и е

й

и

а) Из уравнения Аррениуса получаем:

р

и

о

3

М

1

з

60-Ю

! "360 -

. = 1,09,

т

320

360,

о

о320

2,3 - 8,31

где 10 - коэффициент пересчета кДж в Дж, тогда

е

^360 =ю,'09= 12,3 раза.

Р

п

и320

б) Зависимость скорости реакции от наличия катализатора BI

ражается уравнением:

1 с Ч а т _

Еа к -Еа к ( к а т )

= ( 6 0 - 48)-103 ^ 2

и

о

2,3 • R • Т

2.3-8.31-298

' '

т_

ArH°(298K)-l03

ArS° (298К)

'

где 103 - коэффициент пересчета кДж в Дж

ArH°(298K) = 2AfH°(298K, СО(г)) -

- [ДЛ°(298К, C02(r)) + AfH°(298K, Ск )];

АГН°(298К) = 2-(-110,5) -

[(-393,5) + 0] = 172,47 кДж. ;

ArS°(298K) = 2 S°(298K, CO(r)) -

[S°(298K, C0

Т

Н

2(r)) + S°(298K,УC(k))] -

= 2-197,5 - (213,7 + 5,74) = 175,6 Дж/К;

„

172.47-10

3

_

Б

T =

=982K.

175,6

й

Ответ: Kp = 1 при 982 К.

и

3. Вычислить константу

равновеси

я для гомогенной системы:

4ШЗ ( г)+302(г) <=> 2N2(r)

+ 6Н20(Г)

если исходные концентрацииоNH3(r) и 02(Г) соответственно рав-

ны 6,0 и 5,0 моль/л

травновесная концентрация N2(r) равна

1,8 моль/л.

и

з

о

Дано:

Уравнение реакции,

п

C W ) = 6,0 моль/л

е

С0 г

=5,0 моль/л

Р

[N2] = 1- 8 моль/л

исходной концентрации и концентрации прореагировавших

исход-

Т

равна

ных веществ. Равновесная концентрация продуктов реакции

количеству образовавшихся продуктов реакции.

Н

У

Обозначим за X количество моль прореагировавших или образо-

Б

ществ, участвующих в реакции показана ниже: исходные вещества

продукты реакции

й

и

4NH3

<==> 2N2 +

6Н2 0

+ 302

Исходная концентрация ве-

р

6,0

3,0

0

0

ществ, моль/л,

о

Прореагировало

т

исходных веществ и

4Х

ЗХ

2Х

6Х

образовалось

в реак-

ции, моль/л

и

з

Равновесная

6,0-4Х

з,о-зх

2Х

6Х

концентрация веществ, моль/л

продукто

По условиюпзадачи равновесная концентрация N2 равна 1,8 моль/л. В

то же

я [N2] = 2Х. Следовательно, 2Х =

1,8, а X = 0,9 моль/л.

ог

врем

Р

Задачи

Уровень

А

У

5.1. Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

С(к) + н2 0

( г) <=> СО + Н2(г):

Т

а) К

Р

Р

В) К

р

=

р

Р

Р

'

р

р

гн2оН

• р

р

+ р

й

^

г) К

=

БС Н2

б) к„ = —

, р

V

-°-

р

р

'

P

г с т

гн,о

р

г с

5.2. Определить, как изменитсяискорость прямой реакции:

Аг + 2ВГ = 2СГ, если: уменьшить давление в системе в 3 раза;

и

в 9 раз;

а) увеличитсяо

з

б)туменьшится в 9 раз;

5.3. На основании принципа Ле Шателье определить правильное

в) уменьшится в 27 раз;

п

г) увеличится в 27 раз.

направление смещения равновесия в следующей системе: 2NO(r) +

Р

;

+ 02(Г) <=> 2N02(r)

АеГН°(298К) = -116,0 кДж при а) понижении температуры и б) по-

вышении концентрации N0.

1а)*-

б ) -

2а)->

б)<-

За)

б) не сместится;

4а) —>

б)->

,

^СаСО,

.

п =

^СаО + ^СО,

;

а) Кп =

р

р

-—;

в) К

р

'

р

'

Р

СаО

Г С 0 2

СаС03

б Ж р = Р с ^ Р ^ ;

г ) К р

= Р С 0 2 .

У

СаС03

Т

5.5. Определить, как изменится скорость прямой реакции:

Аг + 2ВГ = АВГ, если концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза;

а) увеличится в 2 раз;

Б

Н

б) уменьшится в 4 раз;

в) увеличится в 8 раз;

г) не изменится.

и

5.6. На основании принципа Jle Шательейопределить правильное

направление смещения равновесия в следующей системе: FeO(k) +

+ СО(г)<=> Fe(k)+C02(r);

о

ДГН°(298К) = -18,2 кДж при а) понижении

т

температуры и б) повышении давления.р

1 а ) - ;

б ) - ;

2а)<-;

б ) - ;

За) — ;

б) неисместится;

п

бз) - .

4 а ) - ;

е

5.7. Указатьоправильное выражение константы равновесия реакции:

Р

4Fe(K) + 302(г) <=> 2Fe203(K):

Ppe,0

P2Fe,0

а ) КЕ

= —

;

б ) К

=

Р ^ е + Р Ч

Р р е + Р о /

Р

В) К = -51— ;

Г) К =

P 2 F e 2 0 .

' Р

т)3

'

' Р

т}4

Г О ,

г Fe