Согласно уравнению Вант–Гоффа:

υ_Т2 = υ_Т1·γ^{(Т2 –Т1)/10}

υ₄₀ / υ₂₀ = 3^{(40 –20)/10}=3^20/10=3²=9

Скорость реакции возрастает в 9 раз, следовательно время протекания реакции уменьшается во столько же раз, и при 40^о реакция закончится за 5 с. (45 : 9).

Задача 4. В системе установилось равновесие:

2 HJ _{( r )} ↔ H_2(Г) + J_2(Г), ΔH>0.

Как надо изменить температуру, давление и концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции?

Решение.

1. Согласно принципу Ле–Шателье при увеличении внешней температуры равновесие смещается в сторону эндотермического процесса (идущего с поглощением теплоты). Так как прямая реакция эндотермическая (∆Η>0), то для смещения равновесия вправо надо увеличить температуру.

2. При увеличении внешнего давления равновесие смещается в сторону уменьшения объема системы (уменьшение числа молей газообразных веществ). В реакции из двух объемов HJ получается два объема H₂ и J₂, поэтому изменение давления не будет оказывать влияние на смещение равновесия системы.

3. Смещение равновесия вправо можно достичь увеличением концентрации HJ или удалением из системы H₂ и J₂, что приведет к увеличению скорости прямой реакции и смещению равновесия в системе вправо.

Задачи для самостоятельного решения

121. Реакция идет по уравнению 2 СО _(Г) + О_{2 (Г)} → 2 СО_{2 (Г)}. Как изменится скорость этой реакции, если:

а) увеличить давление в 3 раза;

б) увеличить концентрацию кислорода в два раза?

122. В системе МgCO_3(тв) + H₂O_(Ж) +CO₂ → Mg(HCO₃)_2(Ж) установилось равновесие. Напишите математическое выражение закона действующих масс для прямой и обратной реакций. Как изменится скорость прямой реакции при увеличении давления в 2 раза? Изменится ли скорость этой реакции при увеличении массы карбоната магния и удалении из системы углекислого газа?

123. В системе Са(НСО₃)_{2 (Ж)} ↔СаСО_3(Т) + СО_2(Г) +Н₂О_(Ж) установилось равновесие. Как изменится скорость обратной реакции при уменьшении давления в 2 раза? В сторону какой реакции – прямой или обратной – сместится равновесие:

а) при удаление из системы углекислого газа;

б) при повышении температуры ( прямая реакция эндотермическая )?

124. Скорость реакции 2 NO _(г) + O_2(г) → 2 NO_{2 (г)} при концентрациях [NO] = 0,3 моль/л, [O₂] = 0,15 моль/л равна 1,3.10^-3 моль/л. Вычислите константу скорости реакции. Поясните, в чем ее физический смысл. Укажите факторы, от которых она зависит.

125. Как изменится скорость реакции образования аммиака

N_2(г) + 3 H_2(г) ↔ 2NH_3(г) , ∆H < 0 при увеличении давления в два раза.

Какое влияние на выход аммиака окажет:

а) увеличение внешнего давления;

б) увеличение концентрации водорода;

в) понижение температуры?

126. Во сколько раз станет больше скорость прямой реакции по сравнению со скоростью обратной реакции в системе

2 CO_(г) + O_{2 (г)} ↔ 2 CO_{2 (г)} при уменьшении объема газовой смеси в 2 раза? В какую сторону сместится равновесие системы при увеличении внешнего давления?

127. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы CO_(г) + H₂O_(г) ↔ CO_2(г) + H_2(г). Как следует изменить концентрацию всех веществ, чтобы равновесие сместилась в сторону прямой реакции? От каких факторов зависит константа равновесия?

128. в какую сторону сместится равновесие системы

4 NO₂ + 2 H₂O + O₂ ↔ 4 HNO₃ при понижение температуры, давления? Реакция получения азотной кислоты экзотермическая.

129. Напишите математическое выражение закона действующих масс для реакции образования метана C_(т) + 2H_2(г) → CH_4(г). Как изменится скорость этой реакции :

а) при увеличении концентрации водорода в 2 раза;

в) при увеличении давления в 2 раза?

130. Определите температурный коэффициент скорости реакции γ, если при охлаждении от 80 до 40⁰ C скорость реакции уменьшалась в 16 раз. Что показывает температурный коэффициент скорости реакции? Дайте понятие энергии активации.

131. В системе CaCO_{3 (т)} ↔ CaO_(т) + CO_{2 (г)} установить равновесие. В сторону какой реакции – прямой или обратной – оно сместится при удалении из системы CO₂ и при увеличении температуры? Реакция образования CaO эндотермическая.

132. Напишите кинетические уравнения скорости реакций

2 NO_(г) +O₂ → 2 NO₂ ; CaO _(т) + CO_{2 (г)} → CaCO_{3 (т)}.

От чего зависит константа скорости? Поясните физический смысл константы скорости.

133. Как нужно изменить концентрацию, температуру, давление, чтобы равновесие системы CO _(г) + H₂O _(г) ↔ CO_{2 (г)} + H_{2 (г)} сместилось в сторону прямой реакции, которая является экзотермической? Напишите выражение для константы равновесие данной системы. От каких факторов зависит константа равновесия?

134. Произойдет ли смещение равновесия в системах

Fe₂O_{3 (т)} + 3 H_{2 (г)} ↔ 2Fe _(т) + 3 H₂O _(г);

Fe _(т) + H₂O _(г) ↔ FeO_(т) + H_{2 (г)}

при изменении давления? Ответ поясните. Сформулируйте принцип смещение равновесия Ле-Шателье.

135. Как нужно изменить концентрации реагирующих веществ, давление и температуру, чтобы равновесие в системе

4 NH_{3 (г)} + 5 O_{2 (г)} ↔ 4 NO _(г) + 6 H₂O _(г)

сместилось в сторону образования аммиака? Прямая реакция экзотермическая.

136. В системе SiO_{2 (т)} + 2 C _(г) ↔ Si _(т) + 2 CO_2(г) установилось равновесие. В какую сторону сместиться равновесие системы при удалении из системы оксида углерода (II) и повышение температуры? Прямая реакция эндотермическая.

137. В системе 2 SO_{2 (г)} + O_{2 (г)} ↔ 2 SO_{3 (г)} установилось равновесие. Как нужно изменить давление, концентрацию SO₂ и температуру, чтобы увеличить равновесную концентрацию оксида серы (VI)? Реакция образования SO₃ экзотермическая.

138. В системе MgCO_{3 (т)} ↔ MgO _(г) + CO_{2 (г)} установилось равновесие. Какое влияние на выход MgO окажут увеличение давления, повышение температуры, удаление из системы углекислого газа? Реакция образования MgO эндотермическая.

139. Реакция идет по уравнению

Ca(OH)_{2 (т)} + SO_{3 (г)} = CaSO_{4 (т)} + H₂O _(г).

Как изменится скорость прямой реакции при увеличении концентрации SO₃ в 2 раза; при уменьшении давления в 2 раза?

140. В системе 4 HCL _(г) + O_{2 (г)} → 2 H₂O _(г) + 2 CL_2(г), ∆H < 0, установить равновесие. Как нужно изменить концентрацию реагирующих веществ, давление и температуру, чтобы равновесие в системе сместилось в сторону образования хлора?