Задачі на тему "Хімічна рівновага"

Задачі на зміщення хімічної рівноваги за принципом Ле-ШательєСвітлана Єрьомкіна 2023

Повторення. Хімічна рівновага – це стан реакційної системи, при якому швидкості прямої та зворотної реакцій рівні. Стан хімічної рівноваги залежить від: Концентрації речовин;Температури;Тиску (для газів);Види хімічних реакцій: Оборотні 2 SO2(г) + О2(г)  2 SO3(г)НеоборотніBa. Cl2 + H2 SO4  Ba. SO4 + 2 HCl

Принцип Ле-ШательєЯкщо змінити одну з умов, за яких система перебуває в рівновазі – температуру, тиск чи концентрацію, - то рівновага зміщується в напрямку тієї реакції, яка протидіє цій зміні.

Reese Miller. Sandra Haro. Helene Paquet. Вплив зміни умов на хімічну рівновагу{5940675 A-B579-460 E-94 D1-54222 C63 F5 DA}Зміна умов реакції системи. Напрямок зміщення рівноваги. Температура. Підвищується. У сторону ендотермічної реакціїЗнижується. У сторону екзотермічної реакціїТиск(для газів)Підвищується. У сторону зменшення об’єму системи (менша сума коефіцієнтів)Знижується. У сторону збільшення об’єму системи (більша сума коефіцієнтів)Концентрація. Збільшується (реагента)У сторону прямої реакції (вправо)Зменшується (продукта)Зменшується (реагента)У сторону оборотної реакції (вліво)Збільшується (продукта)

Приклади

Підвищити тиск;Підвищити температуру;Збільшити концентрацію сульфур(VI) оксиду;Збільшити концентрацію сульфур(IV) оксиду. Щоб змістити рівновагу хімічної реакції 2 SO2(г) + O2(г)  2 SO3(г); ΔH<0 вправо (в сторону продукта), потрібно: Приклад 1 Пояснення: В реакції приймають участь газоподібні речовини, тому при підвищенні тиску рівновага буде зміщена у сторону зменшення об’єму – де менша сума коефіцієнтів, там більше тиску, тому варіант 1 буде правильним. Варіант 2 не підходить, бо реакція екзотермічна, підвищення температури зміщує рівновагу у сторону ендотермічної реакції – вліво. Розглянемо варіант 3 та 4: збільшення концентрації реагенту - SO2 - змістить рівновагу реакції в сторону прямої реакції – вправо, що є правильним, якщо ж збільшувати концентрацію продукту – SO3 – змістить рівновагу у сторону оборотної реакції – вліво, що не є правильним. Відповідь: потрібно підвищити тиск та збільшити концентрацію сульфур(VI) оксиду

Знизити тиск. Зменшити концентрацію N2 O4 Збільшити концентрацію нітроген(IV) оксиду. Підвищити температуру. Пояснення: Варіант 1 – при зниженні тиску (для газоподібних речовин), рівновага зменшується в сторону збільшення об’єму системи, тобто де більше коефіцієнтів, там менше тиск – в цьому випадку цей варіант буде правильним, рівновага зміститься в сторону реагента. Варіант 2 – при зменшенні концентрації продукту рівновага зміщується в сторону прямої реакції – вправо, що не відповідає вимогам умови, цей варіант неправильний. Варіант 3 – збільшення концентрації реагенту зміщує хімічну рівновагу у сторону прямої реакції – вправо, що також не відповідає умові. Варіант 4 – підвищення температури підвищення температури зміщує рівновагу у сторону ендотермічної реакції – вліво. Цей варіант також підходить. Відповідь: потрібно знизити тиск та підвищити температуру. Щоб змістити рівновагу хімічної реакції 2 NO2(г)  N2 O4(г); ΔН<0 вліво (в сторону реагента), потрібно: Приклад 2

1. Збільшенні загального тиску2. Нагріванні3. Додаванні вуглекислого газу4. Подрібненні карбонату кальцію. Приклад 3 Рівновага в реакції Са. СO3(тв)  Са. О(тв) + СO2(г) ΔH>0 зміститься в сторону утворення продуктів реакції (вправо) при: Пояснення: Варіант 1 – в реакції приймають участь тверді речовини, тому збільшення тиску не впливає на зміщення рівноваги;Варіант 2 – при нагріванні (підвищенні температури) рівновага зміщується в сторону ендотермічної реакції – вправо – що підходить для нашої умови, та є правильним варіантом. Варіант 3 – додавання вуглекислого газу – є підвищенням концентрації продукту, що сприяє зміщенню рівноваги вліво, що не підходить до вимог умови. Варіант 4 – подрібнення речовини ніяким чином не впливає на зміщення рівноваги. Відповідь: рівновага зміститься при нагріванні

CH4(г) + H2 O(г) ⇄ CO(г) + 3 H2(г)C(тв) + 2 H2(г) ⇄ CH4(г)C(тв) + H2 O(г) ⇄ CO(г) + H2(г)C(тв) + CO2(г) ⇄ 2 CO(г)Приклад 4 При збільшенні тиску збільшується вихід продуктів реакції у системі: Пояснення: При збільшенні тиску рівновага реакції зміщується в бік зменшення об’єму системи (менша кількість коефіцієнтів), тому треба шукати рівняння, де рівновага зміщується в сторону продуктів (вправо). Варіант 1 – сума коефіцієнтів реагентів – 2, а продуктів – 4, рівновага зміщена вліво, тому цей варіант не підходить. Варіант 2 – сума коефіцієнтів реагентів – 3, а продукта – 1, рівновага зміщена вправо, цей варіант підходить. Варіант 3 – сума коефіцієнтів реагентів – 2, а продуктів – 2, рівновага не зміщується. Варіант не підходить. Варіант 4 – сума коефіцієнтів реагентів – 2, а продуктів – 2, рівновага не зміщується. Варіант не підходить. Відповідь: в другому рівнянні при збільшенні тиску збільшується вихід продукту

Самостійно

А. Вправо при збільшенні концентрації водню. Б. Вправо при збільшенні концентрації метану. В. Вліво при збільшенні тиску. Г. Вліво при зменшенні тиску. Завдання. А. 2 NO(г) + Cl2(г)  2 NOCl2(г) Б. Zn(тв) + Cl2(г)  Zn. Cl2(тв)В. N2(г) + O2(г)  2 NO(г)Г. C(тв) + CO2(г)  2 CO(г) H2(г) + Cl2(г)  2 HCl(г)Б. 2 NO2(г)  N2 O4(г) В. N2(г) + 3 H2(г)  2 NH3(г)Г. 2 CO(г) + O2(г)  2 CO2(г)1 Вкажіть рівняння реакції, на рівновагу якої не вплине підвищення тиску:2 При зменшенні тиску вихід продукту зменшується в:3 Зміщення рівноваги реакції CH4(г) + H2 O(г)  CO(г) + 3 H2(г)правильно вказано:

Дякую за увагу