ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ: «ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ»

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ:  «ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ» Химическое   равновесие  –  это   состояние   системы,   при   котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Смещение химического равновесия (принцип Ле Шателье – Брауна): если   изменить   одно   из   условий,   при   котором   система   находится   в равновесии   (концентрацию,   температуру   или   давление),   то   равновесие сместится в направлении той реакции, которая противодействует этому изменению. Из этого принципа следует: 1) увеличение   концентрации   исходных   веществ   или   одного   из   исходных веществ   смещает   химическое   равновесие   в   сторону   прямой   реакции,   а увеличение концентрации продуктов – в направлении обратного процесса; 2) повышение   температуры   смещает   химическое   равновесие   в   сторону эндотермической   реакции,   а   понижение   температуры –   в   направлении экзотермического процесса; 3) увеличение   давления   смещает   равновесие   в   сторону   реакции, протекающей   с   образованием   меньшего   количества   веществ   газов,   а уменьшение   давления   –   в   направлении   процесса,   протекающего   с образованием большего количества веществ газов. П р и м е р  1. Реакция протекает по уравнению:  2NH3(г) + Q 3Н2(г) + N2(г)   4 моль газа  эндотерм.  2 моль газа Укажите, какое влияние на равновесное состояние окажут: а)   увеличение   давления;   б)   повышение   температуры;   в)   увеличение концентрации азота; г) введение катализатора. Решение. а) В соответствии с принципом Ле Шателье – Брауна повышение давления приводит к смещению равновесия в сторону реакции, приводящей к меньшему количеству веществ газов, то есть в сторону образования NH3. б)   Поскольку   прямая   реакция   экзотермическая,   то   в   соответствии   с принципом   Ле   Шателье   –   Брауна   повышение   температуры   будет способствовать   протеканию   эндотермической   реакции,   то есть   равновесие сместится в сторону разложения NH3. в) Увеличение концентрации азота вызовет смещение равновесия в сторону прямой реакции, то есть в сторону образования NH3.г)   Катализатор   в   одинаковой   степени   изменяет   скорость   прямой   и обратной реакций, поэтому введение катализатора не приводит к смещению равновесия. П р и м е р 2. Укажите, как повлияет увеличение давления на равновесие в реакциях:  2HI(г); 1) Н2(г) + I2(г) 2 моль газа 2 моль газа 2) С(графит) + СО2(г)   2СО(г) 1 моль газа             2 моль газа Решение. 1.   В   первой   реакции   количества   веществ   газов,   образующихся   при протекании   прямой   и   обратной   реакции,   одинаковы,   поэтому   изменение давления не приведет к смещению равновесия. 2.   Вторая   реакция   гетерогенная.   Повышение   давления   приводит   к смещению   равновесия   в   сторону   реакции,   приводящей   к   образованию меньшего количества веществ газов, то есть в сторону обратной реакции (в сторону образования СО2). Реши самостоятельно: 1.   Укажите,   как   повлияет:   а)   повышение   давления,   б)   повышение температуры, в) увеличение концентрации кислорода на равновесие системы: 2СО + О2 2СО2  + Q. (а) сместится в сторону образования СО2; б) в сторону образования СО; в) в сторону образования СО2.) 2. Укажите, как повлияет понижение давления на равновесие в системах: 1) Fe(к) + Н2О(пар) 2) 4HCℓ(г) + О2(г) 3) СН4(г) + СО2(г) (1   –   не   сместится,   2   –   сместится   в   сторону   образования  HC ,   3   – FeО(к) + Н2(г), 2Н2О(г) + 2Cℓ2(г), 2СО(г) + 2Н2(г) ℓ сместится в сторону образования СО.) СаО(к) + СО2(г) – Q. 3. Реакция протекает по уравнению: CaCO3(к) Укажите,   изменением   каких   параметров   можно   сместить   равновесие   в сторону   образования   оксида   углерода   (IV).   (Повышением   температуры, уменьшением   давления,   уменьшением   концентрации  СО2,   то есть   отвод СО2 из реакционной системы).4.   Укажите,   как   повлияет:   а)   повышение   давления,   б)   понижение температуры, в) увеличение концентрации водорода, г) введение катализатора на равновесие в реакциях: 1) 2Н2(г) + О2(г) 2) СО(г) + Н2О(г) 3) Fe2O3(к) + 3Н2(г) 4) С(тв.) + 2Н2(г) 2Н2О(г) + Q СО2(г) + Н2(г) – Q 2Fe(к) + 3Н2О(г) – Q СН4(г) + Q. 5. Если через смесь азота с водородом пропускать искровый разряд, то  образуется лишь немного аммиака. Но если при этом газовая смесь находится  над серной кислотой, то синтез идет до конца. Укажите, что является  причиной такого изменения в ходе процесса. Ответ подтвердите  соответствующими уравнениями реакций.