Программа и контрольные задания по химии

не зависит от концен-

трации. Поэтому, при повышении концентрации исходных веществ, при неизменном значении Кс, должна возрастать концентрация конечного продукта (NH3), а это возможно в случае, когда реак протекает в прямом направлении (—»). При повышении концентра ции NH3, при постоянном значении Кс, должны возрасти конце трации исходных веществ, а это возможно при протекании обра ной реакции, т.е. в этом случае равновесие сместиться влево (<— Аналогично, при понижении концентрации исходных веществ рав-

трации исходных веществ будут уменьшаться.

в) Влияние давления.

Из уравнения Менделеева-Клапейрона PV = nRT следует, что

Р = —RT = CRT. Y

При увеличении давления концентрации газообразных веществ возрастают, а при уменьшении давления - уменьшается. Таким образом, изменения давления сводится к изменению концентрации во столько же раз.

С другой стороны изменение давления смещает равновесие сторону той, (прямой или обратной) реакции, которая сопровождается уменьшением суммарного числа моль газообразных вещест (уменьшением давления). Для реакции

80

вательно, при увеличении объема системы концентрация реаг рующих веществ и продуктов реакции будет уменьшаться, а п уменьшении объема - увеличиваться. Таким образом, изменен объема системы сводится к изменению концентрации, влияние ко торой было рассмотрено выше в пункте (б).

Примеры решения задач

Уровень А

1. Указать правильное выражение константы равновесия следующей реакции: S(k) + 0 2 <=> S02(r).

Р е ш е н и е

Kp есть отношение произведения равновесных парциальных давлений газообразных продуктов реакции к произведению равновес-

парциальных давлений исходных газообразных веществ, взя

81

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

+2В(Г) = 2С(Г),

если увеличить давление в системе в 2 раза;

а) не изменится; б) увеличится в 4 раза;

в) уменьшится в 4 раза; г) увеличится в 8 раз.

Р е ш е н и е

Скорость реакции в начальный момент времени (uo), соглас законам действующих масс, равна: и0 = К • СА •с | . Увеличение дав

4L

Следовательно, скорость реакции — =8 увеличится в 8 раз

Ответ: б) увеличится в 8 раз.

3. На основании принципа Ле Шателье определить правильное направление смещения равновесия в следующей системе:

2S02(r) + 02(г) <=> 2S03(r), ДГН°(298К) = -284,2 кДж.

При а) понижении температуры и б) повышении давления.

82

3 а) <— б) не сместится

Р е ш е н и е

а) Константа равновесия реакции

Смещение равновесия реакции зависит от знака ДГН°(298К). Т. к. ДГН°(298К)<0, т. е. реакция экзотермическая, то при понижен температуры равновесие сместится в сторону прямой реакции (—>), идущей с выделением теплоты т.е. вправо.

ции, которая сопровождается уменьшением суммарного числа моль газообразных веществ.

Следовательно, при повышении давления равновесие систем смещается вправо (—>).

Ответ: 4а)— б ) ->.

Уровень В

1.Указать во сколько раз изменится скорость реакции, энер- ^ активации, которой равна 60 кДж/моль: а) при повышении температуры от 320 до 360 К? б) если она протекает при 298 К в присутствии катализатора (Еа1сг(кат) = 48 кДж/моль)?

83

Дано:

Еак = 60 кДж/моль а) Ti = 320К,

Т2 = 360К б) Т = 298К,

£«(*»,) = 4 8 кДж/моль

а)

и3 2 0

б) "кат.. 7 U

Р е ш е н и е

а) Из уравнения Аррениуса получаем:

где 10 - коэффициент пересчета кДж в Дж, тогда

^360 =ю,'09= 12,3 раза.

и320

б) Зависимость скорости реакции от наличия катализатора ражается уравнением:

84

Ответ: Kp = 1 при 982 К.

3. Вычислить константу равновесия для гомогенной системы:

4ШЗ ( г ) +302 ( г ) <=> 2N2(r) + 6Н20(Г)

если исходные концентрации NH3(r) и 02(Г) соответственно равны 6,0 и 5,0 моль/л и равновесная концентрация N2(r) равна 1,8 моль/л.

К ^ Т ?

86

Ре ш е н и е

с[ M f 3 ] 4 - [ 0 2 ] 3 '

Расчет количеств, прореагировавших и образовавшихся веществ, производится по уравнению реакции.

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

Обозначим за X количество моль прореагировавших или образовавшихся веществ. Тогда с учетом коэффициентов в уравнении реакции, отношения концентраций во второй строке под уравнением

ществ, участвующих в реакции показана ниже: исходные вещества продукты реакции

87

Задачи

Уровень А

5.1.Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

5.2. Определить, как изменится скорость прямой реакции: Аг + 2ВГ = 2СГ, если: уменьшить давление всистеме в 3 раза;

а) увеличится в 9 раз; б) уменьшится в 9 раз; в) уменьшится в 27 раз; г) увеличится в 27 раз.

5.3. На основании принципа Ле Шателье определить правильное

88

5.4. Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

СаСОз(к) <=> СаО(К) + С02(г):

5.6. На основании принципа Jle Шателье определить правильное направление смещения равновесия в следующей системе: FeO(k)

+ СО(г)<=> Fe(k)+C02(r); ДГН°(298К) = -18,2 кДж при а) понижени температуры и б) повышении давления.

5.7. Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

4Fe(K) + 302(г) <=> 2Fe203(K):

89