Решение.Используем формулу

Пример 1 При нагревании водорода и йода в закрытом сосуде до 444ºС обратимо протекает реакция по уравнению Н₂+ I₂ 2НI. Равновесная смесь при этой температуре содержит 5,64 моль НI; 0,12 моль I₂ и 5,28 моль Н₂. Вычислить константу равновесия указанной реакции и исходные концентрации водорода и йода.

Решение. Согласно для данной реакции

Так как данная реакция протекает без изменения объёма, то значение константы будет одинаково при всех способах выражения равновесных концентраций веществ. Вместо концентраций С_Н_I ; С_Н₂; С_I2 можно подставить числа молей этих веществ:

Определяем исходные концентрации йода и водорода. Согласно уравнению реакции для образования 2 моль НI расходуется по 1 моль Н₂и I₂. К моменту достижения равновесия в смеси образовалось 5,64/2 моль Н₂и I₂. Учитывая равновесные концентрации Н₂и I₂, рассчитываем исходные концентрации этих веществ суммированием: моль моль

Пример 2 Константа равновесия реакции

СН₃СООН + С₂Н₅СОН ® СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О

при некоторой температуре равна 4. Определить состав реакционной смеси при равновесии, если в реакцию введены 1 моль кислоты и 2 моль спирта.

Решение. Используем формулу . Обозначим число молей эфира, образующего в равновесной смеси, через х. Такое же количество (х молей) выделится и воды. Количество кислоты к моменту равновесия останется (1 - х) моль, а спирта (2-х) моль. Тогда откуда х² = 4(1- х)( 2 - х)

3х² - 12х + 8 = 0.

Решая это квадратное уравнение, получим х₁ = 3,154 и х₂ = 0,845. Первый корень отбрасывается как не удовлетворяющий условию задачи. Таким образом, в момент установившегося равновесия состав реакционной смеси (моль): эфир 0,845; вода 0,845; уксусная кислота 0,155; спирт 1,155.

Пример 3 Константа равновесия К_Р реакции синтеза аммиака

N₂ + 3H₂ « 2NH₄

при 350⁰С равна 2,32×10^-13. Вычислить К_С для этого процесса при этой же температуре.

Решение.Используем формулу

Определим Sn = 2 – 1 = – 2.

Следовательно,

Т = 350 + 273 = 623 К;

К_С = 2,32×10^-13(8,314×10³×623)² = 6,224.

Пример 4 В какую сторону сместятся равновесия реакций:

1. 2СО + О₂ « 2СО₂ + 566,9 кДж;

2. 2Н₂S « 2H₂ + S₂ – 41,9 кДж,

а) при повышении температуры;

б) при повышении давления?

Каким изменением концентраций можно добиться смещения равновесий приведенных реакций вправо?

Решение. Исходя из принципа Ле Шателье, можно сказать, что

а) при повышении температуры равновесие первой реакции сдвинется влево, т.к. реакция экзотермическая, а равновесие второй реакции сдвинется вправо, т.к. реакция эндотермическая.

б) при повышении давления равновесие первой реакции сдвинется в сторону прямой реакции, а равновесие второй реакции сдвинется в сторону обратной реакции, т.е. всегда в сторону меньшего объема.

Чтобы сдвинуть равновесие этих реакций вправо путем изменения концентраций, надо увеличить концентрации исходных веществ или уменьшить концентрации конечных веществ.

Пример 5 Константа равновесия К_Р реакции

I₂ « 2I

при t₁ = 677⁰C равна 1,149×10², а при t₂ = 777⁰C – 7,413×10². Вычислить константу равновесия данной реакции при 727⁰С.

Решение. Используя уравнение