Пример 1: Вычисление константы равновесия реакции по равновесным концентрациям реагирующих веществ и определение их исходных концентраций.
При синтезе аммиака N2 +3H2 = 2NH3 равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): . Рассчитайте константу равновесии этой реакции и исходные концентрации азота н водорода.
Определяем константу равновесия Кс этой реакции:
Исходные концентрации азота и водорода находим на основе уравнения реакции. На образование 2 моль NH3, расходуется 1 моль азота, а на образование 3,6 моль аммиака потребовалось 3,6/2 = 1,8 моль азота. Учитывая равновесную концентрацию азота, находим его первоначальную концентрацию:
На образование 2 моль NH3 необходимо израсходовать 3 моль водорода, а для получения 3,6 моль аммиака требуется 3∙3,6/2 = 5,4 моль; учитывая равновесную концентрацию водорода, находим его исходную концентрацию:
Таким образом, реакция начиналась при концентрациях (моль/л): С(N2) = 4,3; С(H2) = 7,2.
Пример 2: Вычисление равновесных концентраций реагирующих веществ.
Реакция протекает по уравнению А+В = 2C. Определите равновесные концентрации реагирующих веществ, если исходные концентрации веществ А и В соответственно равны 0,5 и 0,7 моль/л, а константа равновесия реакции Кс =50.
К моменту равновесия концентрации веществ А и В понизятся, а концентрация вещества С увеличится. На каждый моль веществ А и В образуется 2 моль вещества С; поэтому, если понижение концентрации веществ А и В обозначить через x моль, то увеличение концентрации вещества С будет равно 2x моль.
Равновесные концентрации реагирующих веществ будут: [A] = (0,5-х) моль/л; [B] = (0,7-х) моль/л; [С] = 2х моль/л.
Кс =
Решая это уравнение, получаем: x1 = 0,86; x2 = 0,44. По условию задачи справедливо значение х2. Отсюда равновесные концентрации реагирующих веществ равны: [A] = (0,5-0,44) = 0,06 моль/л; [B] = (0,7-0,44) = 0,26 моль/л; [С] = 0,44∙2 = 0,88 моль/л.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8945 — | 7615 — или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
H2 + I2 « 2НI, если их начальные концентрации составляли по 0,03 моль/л, а равновесная концентрация [НI] = 0,04 моль/л. Вычислить константу равновесия.
Р е ш е н и е. На образование 0,04 моля НI в соответствии с уравнением реакции требуется по 0,02 моля H2 и I2, отсюда их равновесные концентрации составляют 0,03-0,02 = 0,01 моля и
K = 0,04 2 / (0,01 ·1,1 2 ) = 16.
П р и м е р 4. В реакции Н2 + I2 « 2HI исходные концентрации H2 и I2 равны каждая 1 моль/л. Вычислить равновесные концентрации веществ, если константа равновесия равна 50.
Р е ш е н и е. Предположим, что к моменту равновесия прореагировало по хмолей Н2 и I2, тогда равновесные концентрации [H2] и [I2] будут по (1- х ) молей, а равновесная концентрация [НI]=2х молей. Поставим эти величины в выражение для константы равновесия:
Следовательно, равновесные концентрации [H2] = [I2] = 0,22; [НI] = 1,56.
Состояние химического равновесия сохраняется при неизменных условиях (концентрация, температура, давление). Всякое изменение этих равновесных условий нарушает состояние равновесия, нарушается равенство скоростей прямой и обратной реакции. Таким образом, изменение внешних условий вызывает смещение химического равновесия и переход в новое равновесное состояние.
П р и м е р 5. В каком направлении сместится равновесие в системе
а) при увеличении концентрацииN2, б) при увеличении концентрацииH2, в) при повышении температуры, г) при уменьшении давления?
Р е ш е н и е. Увеличение концентрации веществ, стоящих в левой части уравнения реакции по правилу Ле Шателье должно вызвать процесс, стремящийся ослабить оказанное воздействие, привести к уменьшению концентрации, т.е. равновесие смещается вправо ( случай а и б). Реакция синтеза аммиака – экзотермическая.
Повышение температуры в этом случае должно вызвать смещение равновесия влево – в сторону эндотермической реакции, ослабляющей оказанное воздействие (случай в).
Уменьшение давления (случай г) будет благоприятствовать реакции, ведущей к увеличению объема системы, т.е. в сторону образования азота и водорода. Это значит, что равновесие сместится влево.
Следует отметить, что изменение давления оказывает смещающие действия на равновесие только в тех системах, где в ходе реакции происходит увеличение или уменьшение объема. Так, в приведенной выше реакции синтеза аммиака в левой части уравнения реакции 1 объем азота и 3 объема водорода (всего 4 объема), а в правой части – 2 объема аммиака. Здесь в ходе реакции объем уменьшается, поэтому изменение давления приводит к смещению равновесия в системе.
Для системы Н2 + Сl2 « 2НСl изменение давления смещать равновесие не будет, так как объем в ходе этой реакции не изменяется (слева и справа по 2 молекулярных объема).
Задания для контроля усвоения темы
1. Расставьте коэффициенты в уравнениях химической реакции.
Как изменятся скорости химических реакций, если а) концентрации исходных веществ увеличить в 2 раза; б) давление уменьшить в 4 раза.