Тема : « Решение задач на химическое равновесие».

Тема : « Решение задач на химическое равновесие».

Внимательно изучите алгоритм и запишите в тетрадь.

Пример 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе: 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO₂]= a, [О₂] = b, [SO₃] = с.Согласно закону действия масс скорости v прямой и обратной реакции до изменения объема:

vпр = Ка2b vобр = К1с2.

После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO₂] = 3а, [О₂] = 3b; [SO₃] = 3с. При новых концентрациях скорости v’ прямой и обратной реакции:

v’пр = К(3а)2(3b) = 27Ка2b

v’_обр = К₁(3с)² = 9К₁с²

Отсюда:

Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной – только в девять раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования SO₃.

Пример 2 Константа равновесия гомогенной системы:

СО(г) + Н₂О(г) = СО₂(г) + Н₂(г)

при 850^оС равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО]_исх =3 моль/л, [Н₂О]_исх = 2 моль/л.

Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей постоянно и называется константой равновесия данной системы:

v_{пр =}К₁ [СО][Н₂О] v_обр = К₂[СО₂][Н₂]

условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение К_р входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [СО₂]_р = х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По столько же молей (х моль/л) СО и Н₂О расходуется для образования по х молей СО₂ и Н₂. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ:

[СО₂]_р = [Н₂]_р = х моль/л; [СО]_р= (3 – х) моль/л; [Н₂О]_р = (2 – х) моль/л.

Зная константу равновесия, находим значение х, а затем исходные концентрации всех веществ:

Таким образом, искомые равновесные концентрации:

[СО₂]_р = 1,2 моль/л; [Н₂]_р= 1,2 моль/л;

[СО]_р= 3 – 1,2 = 1,8 моль/л; [Н₂О]_р = 2 – 1,2 = 0,8 моль/л.

Решите самостоятельно следующие задачи:

1. Реакция соединения азота и водорода обратима и протекает по уравнению

N₂ + 3Н₂2NН₃. При состоянии равновесия концентрации участвующих в ней веществ были: [N₂] = 0,01 моль/л, [Н₂] = 2,0 моль/л, [NH₃] = 0,40 моль/л. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации азота и водорода.

2. Реакция протекает по уравнению 2H₂+O₂«2H₂O. В каком направлении сместится химическое равновесие, если давление увеличить в 4 раза?

Ответ подтвердите расчетами.

3. Дана реакция: 2NO + Cl₂ ⇄ 2NOCl . Вычислите константу равновесия, если равновесные концентрации веществ для данной реакции: c(NO) = 1.8 моль/л , c(Cl₂) = 1.2 моль/л , c(NOCl) = 0.8 моль/л.