Учебное пособие по общей и неорганической химии для самостоятельной работы студентов. Часть 1. Общая химия. Амиров Р.Р - 60 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

60
Химическое равновесие. Вычисление константы равновесия
реакции по равновесным концентрациям реагирующих ве-
ществ и определение их исходных концентраций
5.2.10. При синтезе аммиака N
2
(г) + 3H
2
(г) ⇄ 2NH
3
(г) равновесие
установилось при следующих концентрациях реагирующих
веществ (моль/л): [N
2
] = 2,5; [H
2
] = 1,8; [NH
3
] = 3,6. Рассчитай-
те константу равновесия этой реакции и исходные (начальные)
концентрации азота и водорода.
Решение. Определяем константу равновесия этой реакции:
К = [NH
3
]
2
/([N
2
]·[H
2
]
3
)= (3,6)
2
/2,5·(1,8)
3
= 0,89.
Исходные концентрации азота и водорода находим на основе
уравнения реакции. На образование 2 моль аммиака необхо-
димо израсходовать 1 моль азота, а на образование 3,6 моль
аммиака потребовалось 3,6/2 = 1,8 моль азота. Учитывая рав-
новесную концентрацию азота, находим его первоначальную
концентрацию
2
N
C
:
2
N
C
= 2,5 + 1,8 = 4,3 моль/л.
На образование 2 моль аммиака необходимо израсходовать 3
моль водорода, а для получения 3,6 моль аммиака требуется
3·3,6/2 = 5,4 моль;
2
H
C
= 1,8 + 5,4 = 7,2 моль/л. Таким образом,
реакция начиналась при концентрациях (моль/л):
2
N
C
= 4,3,
2
H
C
= 7,2.
Вычисление равновесных концентраций реагирующих веществ
5.2.11. Реакция протекает по уравнению А + В ⇄ 2С. Определите
равновесные концентрации реагирующих веществ, если ис-
ходные концентрации веществ А и В соответственно равны
0,5 и 0,7 моль/л, а константа равновесия реакции К = 50.
Решение. К моменту наступления равновесия концентрации
веществ А и В понизятся, а концентрация вещества С увели-
чится. На каждый моль веществ А и В образуется 2 моль ве-
щества С; поэтому, если понижение концентрации веществ А
и В обозначить через x моль, то увеличение концентрации ве-
щества С будет равно 2x моль. Равновесные концентрации ре-
агирующих веществ будут: [A] = (0,5-x) моль/л, [B] = (0,7-x)
моль/л, [C] = 2x моль/л.
K = [C]
2
/([A]·[B]) = 4x
2
/(0,5-x)(0,7-x), 50 = 4x
2
/(0,35-1,2x+ x
2
);
46x
2
-60x+17,5 = 0. x
1
= 0,86, x
2
= 0,44.
По условию задачи справедливо значение x
2
. Отсюда равно-
весные концентрации реагирующих веществ равны: [A] = (0,5-
        Химическое равновесие. Вычисление константы равновесия
        реакции по равновесным концентрациям реагирующих ве-
        ществ и определение их исходных концентраций
5.2.10. При синтезе аммиака N2(г) + 3H2(г) ⇄ 2NH3(г) равновесие
        установилось при следующих концентрациях реагирующих
        веществ (моль/л): [N2] = 2,5; [H2] = 1,8; [NH3] = 3,6. Рассчитай-
        те константу равновесия этой реакции и исходные (начальные)
        концентрации азота и водорода.
        Решение. Определяем константу равновесия этой реакции:
             К = [NH3]2/([N2]·[H2]3)= (3,6)2/2,5·(1,8)3 = 0,89.
        Исходные концентрации азота и водорода находим на основе
        уравнения реакции. На образование 2 моль аммиака необхо-
        димо израсходовать 1 моль азота, а на образование 3,6 моль
        аммиака потребовалось 3,6/2 = 1,8 моль азота. Учитывая рав-
        новесную концентрацию азота, находим его первоначальную
        концентрацию CN :    2


                       CN = 2,5 + 1,8 = 4,3 моль/л.
                         2


        На образование 2 моль аммиака необходимо израсходовать 3
        моль водорода, а для получения 3,6 моль аммиака требуется
        3·3,6/2 = 5,4 моль; CH = 1,8 + 5,4 = 7,2 моль/л. Таким образом,
                                     2


        реакция начиналась при концентрациях (моль/л):
                           CN = 4,3, CH = 7,2.
                                 2       2


        Вычисление равновесных концентраций реагирующих веществ
5.2.11. Реакция протекает по уравнению А + В ⇄ 2С. Определите
        равновесные концентрации реагирующих веществ, если ис-
        ходные концентрации веществ А и В соответственно равны
        0,5 и 0,7 моль/л, а константа равновесия реакции К = 50.
        Решение. К моменту наступления равновесия концентрации
        веществ А и В понизятся, а концентрация вещества С увели-
        чится. На каждый моль веществ А и В образуется 2 моль ве-
        щества С; поэтому, если понижение концентрации веществ А
        и В обозначить через x моль, то увеличение концентрации ве-
        щества С будет равно 2x моль. Равновесные концентрации ре-
        агирующих веществ будут: [A] = (0,5-x) моль/л, [B] = (0,7-x)
        моль/л, [C] = 2x моль/л.
         K = [C]2/([A]·[B]) = 4x2/(0,5-x)(0,7-x), 50 = 4x2/(0,35-1,2x+ x2);
                  46x2-60x+17,5 = 0. x1 = 0,86, x2 = 0,44.
        По условию задачи справедливо значение x2. Отсюда равно-
        весные концентрации реагирующих веществ равны: [A] = (0,5-

                                                                         60

Страницы