Сборник задач и упражнений по химии - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

если давление в системе увеличить в 3 раза, а температуру оставить неизменной?
349. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции H
2
+ J
2
↔ 2HJ при повышении температуры
от 20 до 170 °С, если было установлено, что при повышении температуры на каждые 25 град. скорость реакции
увеличивается в 3 раза?
350. Скорость некоторой реакции увеличивается в 2,5 раза при повышении температуры на 10 град. Во
сколько раз увеличится скорость при повышении температуры от 10 до 55 °С?
351. Скорость некоторой реакции увеличивается в 3,5 раза при повышении температуры на 20 град. Во
сколько раз увеличится скорость при повышении температуры от 20 до 85 °С?
4.3. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.
СМЕЩЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
При протекании химической реакции концентрации исходных веществ уменьшаются; в соответствии с за-
коном действия масс, это приводит к уменьшению скорости реакции. Если реакция обратима, т.е. может проте-
кать как в прямом, так и в обратном направлении, то с течением времени скорость обратной реакции будет воз-
растать, так как увеличиваются концентрации продуктов реакции. Когда скорости прямой и обратной реакций
становятся одинаковыми, наступает состояние химического равновесия и дальнейшего изменения концентра-
ций, участвующих в реакции веществ не происходит.
В случае обратимой химической реакции
A + B ↔ C + D
зависимость скоростей прямой (υ
пр
) и обратной (υ
обр
) реакций от концентраций реагирующих веществ выража-
ется соотношениями:
υ
пр
= k [A][B]; υ
обр
= k [C][D].
В состоянии химического равновесия υ
пр
= υ
обр
, т.е.:
υ
пр
= k
пр
[A][B]; υ
обр
= k
обр
[C][D].
Откуда
,
[A][B]
[C][D]
обр
пр
K
k
k
== (4.3.1)
где K – константа равновесия.
Концентрации, входящие в выражение константы равновесия, называются равновесными концентрациями.
Константа равновесия – постоянная при данной температуре величина, выражающая соотношение ме-
жду равновесными концентрациями продуктов реакции (числитель) и исходных веществ (знаменатель).
Чем больше константа равновесия, тем "глубже" протекает прямая реакция, т.е. тем больше выход ее
продуктов
.
В общем случае, для химической реакции, протекающей по схеме
aA + bВ + ...= cC + dD + ... ,
справедливо выражение для константы равновесия:
K = [C]
c
[D]
d
/ [A]
a
[B]
b
. (4.3.2)
В выражение константы равновесия гетерогенной реакции, как и в выражение закона действия масс, вхо-
дят только концентрации веществ, находящихся в жидкой или газообразной фазе, так как концентрации твер-
дых веществ остаются, как правило, постоянными.
П р и м е р 58. В системе А
(г)
+ 2B
(г)
↔ С
(г)
равновесные концентрации равны (моль/дм
3
): [A] = 0,6; [B] =
1,2; [C] = 2,16. Определите константу равновесия реакции и исходные концентрации веществ A и B.
Решение. Константа равновесия этой реакции выражается уравнением
K = [C] / [A] [B]
2
.
Подставляя в него данные из условия задачи, получаем
K = 2,16 / 0,6⋅1,2
2
= 2,5.
Для нахождения исходных концентраций веществ А и В учтем, что, согласно уравнению реакции, из 1 мо-
ля вещества А и 2 молей вещества В образуется 1 моль вещества С. Поскольку по условию задачи в каждом дм
3
системы образовалось 2,16 моля вещества С, то при этом было израсходовано 2,16 моля вещества А и 2,16⋅2 =
4,32 моля вещества В. Таким образом, искомые исходные концентрации равны:
[А]
исх
= 0,6 + 2,16 = 2,76 моль/дм
3
;

Страницы