2. На основании принципа Ле Шателье определить, в каком направлении сместится равновесие в следующей системе:

2SO_2(г) + O_2(г) <=> 2SO_3(г), Δ_rHº(298 K) = -284,2 кДж,

при: а) понижении температуры; б) повышении концентрации SO₃; в) повышении давления.

Записать выражения константы равновесия реакции.

Дано: Уравнение реакции ΔrH°(298 K) = –284,2 кДж	Решение Выражение константы равновесия реакции может быть приведено в зависимости от парциальных давлений газообразных участников реакции или от их равновесных концентраций.
Определить направление смещения равновесия при изменении Т, Р, С

, .

а) Смещение равновесия реакции при изменении температуры зависит от знака изменения стандартной энтальпии реакции Δ_rHº(298 K).

Так как Δ_rHº(298 K) < 0, то приведенная реакция экзотермическая. При понижении температуры равновесие сместится в сторону прямой реакции. (→), идущей с выделением теплоты. Протекание прямой реакции, согласно принципу Ле Шателье, ослабит эффект понижения температуры.

К аналогичному выводу приходим из выражения зависимости константы равновесия от термодинамических данных реакции.

.

Так как Δ_rHº(298 K) < 0, то значение К_Р будет равно 10 в дробной положительной степени. Дробное слагаемое от температуры не зависит. Тогда при отрицательном значении Δ_rHº(298 K) дробное слагаемое будет иметь знак «+» и при понижении температуры будет возрастать, т.е. суммарное значение показателя степени и значение К_р будут возрастать. А это означает, что количество продукта реакции (SO₃) должно возрасти, что возможно при смещении равновесия вправо (→).

б) Константа равновесия остается величиной постоянной при любом изменении концентрации участников реакции. Поэтому при повышении концентрации SO₃ (числитель) при неизменном значении К_с должны возрасти концентрации исходных веществ (знаменатель), а это возможно при протекании обратной реакции, т.е. в этом случае равновесие сместится влево (←).

в) В соответствии с принципом Ле Шателье увеличение давления смещает равновесие в сторону той реакции (прямой или обратной), которая сопровождается уменьшением суммарного числа моль газообразных веществ (уменьшением давления).

.

.

Следовательно, при повышении давления равновесие системы смещается вправо (→).

2. Вычислить константу равновесия для гомогенной системы

4NH_3(г) +3O_2(г) <=> 2N_2(г) + 6H₂O_(г),

если исходные концентрации NH_3(г) и O_2(г) соответственно равны 6,0 и 5,0 моль/л, а равновесная концентрация N_2(г) равна 1,8 моль/л.

Дано: Уравнение реакции, = 6,0 моль/л = 5,0 моль/л [N2] = 1,8 моль/л	Решение Расчет количеств прореагировавших и образовавшихся при установлении равновесия веществ производится по уравнению реакции.
Kс – ?

Равновесная концентрация исходных веществ равна разности исходной концентрации и концентрации прореагировавших исходных веществ. Равновесная концентрация продуктов реакции равна количеству образовавшихся продуктов реакции.

Обозначим через х количество моль прореагировавших или образовавшихся веществ. Тогда с учетом коэффициентов в уравнении реакции отношения концентраций во второй строке под уравнением реакции равны : : : = 4 : 3 : 2 : 6).

Последовательность расчетов равновесных концентраций веществ, участвующих в реакции, показана ниже

	4NH3 + 3O2 <=> 2N2 + 6H2O
Исходная концентрация веществ, моль/л,	6,0	5,0	0	0
Прореагировало исходных и образовалось конечных веществ, моль/л	4х	3х	2х	6х
Равновесная концентрация веществ, моль/л	6,0–4х	5,0–3х	2х	6х

По условию задачи равновесная концентрация N₂ равна 1,8 моль/л. В то же время [N₂] = 2х. Следовательно, 2х = 1,8, а х = 0,9. Тогда равновесные концентрации веществ равны, моль/л:

[NH₃] = 6,0 – 4 · 0,9 = 2,4 моль/л;

[O₂] = 5,0 – 3 · 0,9 = 2,3 моль/л;

[N₂] = 1,8 моль/л.

[H₂O] = 6,0·0,9 = 5,4 моль/л; =198,95.

Ответ: K_с = 198,95.