Методические указания и контрольные работы по дисциплине "Химия общая и неорганическая". Семенов В.Н - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

20
Принцип Ле Шателье: если изменить хотя бы одно из условий, опре-
деляющих состояние химического равновесия в данной системе, то в по-
следней усиливается та из двух взаимно противоположных реакций, кото-
рая противодействует вносимому изменению. При этом равновесие смеща-
ется в сторону, определяемую усилившейся реакцией. В результате уста-
навливается новое равновесие, отвечающее
новым условиям существова-
ния подвижной химической системы.
Пример 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной ре-
акции в системе 2SO
2
(г) + O
2
(г) R 2SO
3
(г), если объем газовой смеси
уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?
Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO
2
] = a,
[O
2
] = b, [SO
3
] = c.
Согласно закону действия масс скорости (υ) прямой и обратной реак-
ций до изменения объема:
υ
пр
= ka
2
b;
υ
обр
= k
1
c
2
.
После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация
каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO
2
] = 3a,
[O
2
] = 3b, [SO
3
] = 3c. При новых концентрациях скорости (υ') прямой и об-
ратной реакций:
υ'
пр
= k(3a)
2
(3b) = 27ka
2
b;
υ'
обр
= k
1
(3c)
2
= 9k
1
c
2
.
Отсюда
υ'
пр
/ υ
пр
= 27ka
2
b/ ka
2
b = 27;
υ'
обр
/ υ
обр
= 9k
1
c
2
/ k
1
c
2
= 9.
Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной –
только в 9 раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования сер-
ного ангидрида.
Пример 2. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции,
протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70
о
C,
если температурный коэффициент реакции равен 2.
Решение. Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа
2
t
υ
=
1
t
υ
γ
(
12
tt
−
)/ 10
;
2
t
υ
=
1
t
υ
2
(70–30)/ 10
=
1
t
υ
2
4
= 16
1
t
υ
.
Следовательно, скорость реакции (υ
t2
), протекающей при температуре
70
о
C, увеличилась по сравнению со скоростью реакции (υ
t1
), протекающей
при температуре 30
о
C, в 16 раз.
Пример 3. Константа равновесия гомогенной системы
CO(г) + H
2
O(г) ↔ CO
2
(г) + H
2
(г) при 850
о
С равна 1. Вычислите концентра-
     Принцип Ле Шателье: если изменить хотя бы одно из условий, опре-
деляющих состояние химического равновесия в данной системе, то в по-
следней усиливается та из двух взаимно противоположных реакций, кото-
рая противодействует вносимому изменению. При этом равновесие смеща-
ется в сторону, определяемую усилившейся реакцией. В результате уста-
навливается новое равновесие, отвечающее новым условиям существова-
ния подвижной химической системы.
    Пример 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной ре-
акции в системе 2SO2(г) + O2(г) R 2SO3(г), если объем газовой смеси
уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?
     Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO2] = a,
[O2] = b, [SO3] = c.
     Согласно закону действия масс скорости (υ) прямой и обратной реак-
ций до изменения объема:
                                 υпр = ka2b;
                                υобр = k1c2.
После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация
каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO2] = 3a,
[O2] = 3b, [SO3] = 3c. При новых концентрациях скорости (υ') прямой и об-
ратной реакций:

                            υ'пр = k(3a)2(3b) = 27ka2b;
                               υ'обр = k1(3c)2 = 9k1c2.
Отсюда
                        υ'пр/ υпр = 27ka2b/ ka2b = 27;
                         υ'обр/ υобр = 9k1c2/ k1c2 = 9.
Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной –
только в 9 раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования сер-
ного ангидрида.
    Пример 2. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции,
протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 оC,
если температурный коэффициент реакции равен 2.
    Решение. Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа
                                        ( t − t )/ 10
                               υ t =υt γ 2 1 ;
                                    2     1



                                   (70–30)/ 10
                      υ t =υt 2
                        2      1
                                       = υ t 24 = 16 υ t .
                                                   1      1


Следовательно, скорость реакции (υt2), протекающей при температуре
70 оC, увеличилась по сравнению со скоростью реакции (υt1), протекающей
при температуре 30 оC, в 16 раз.
     Пример 3. Константа            равновесия       гомогенной  системы
                                          о
CO(г) + H 2 O(г) ↔ CO2(г) + H2(г) при 850 С равна 1. Вычислите концентра-


                                              20

Страницы