Химическая кинетика и химическое равновесие. Сергеева Ц.Б. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

15
обратимых химических систем составляется единая табли-
ца:
Концентрации
аА + вВ ↔ сС + dD
1. Исходные [A]
0
[B]
0
0 0
2. Израсходованные ах вх 0 0
3. Полученные 0 0 сх dx
4. Равновесные [A]
0
-ах [B]
0
-вх сх dх
Пункт 1 таблицы относится к начальному состоянию
системы, а пункты 2, 3, 4 к моменту наступления равнове-
сия.
[]
[
]
[] []
[]
()
[]
()
ba
dc
ba
dc
c
bxBaxA
dxcx
BA
DC
K
−⋅−
⋅
=
⋅
⋅
=
00
)()(
Далее сопоставляя данные задачи с данными таблицы,
находим требуемые величины.
Применим табличный способ к решению примера 6.
Концентрации
N
2
+ 3H
2
↔ 2NH
3
1. Исходные [N
2
]
0
[H
2
]
0
0
2. Израсходованные x 3x 0
3. Полученные 0 0 2x
4. Равновесные [N
2
]
0
-x [H
2
]
0
-3x=0,2 2x=0,08
[]
[][]
()
[]
1,0
2,0
08,0
2
2
3
22
2
3
=
⋅
==
N
HN
NH
K
c
(8)
Из (8) находим равновесную концентрацию N
2
, рав-
ную 8 моль/л. Далее находим начальную концентрацию
N
2
: [N
2
] – x = 8; 2 x = 0,08; x = 0,04; [N
2
]
0
- 0,04 = 8;
16
[N
2
]
0
= 8,04 моль/л.
Пример 7. Константа равновесия реакции
FeО(к) + СО(г) ↔ Fe(к) + СО
2
(г) при некоторой температу-
ре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО
2
,
если исходные концентрации этих веществ составляли:
[CO]
0
= 0,05 моль/л, [СО
2
]
0
= 0,01 моль/л.
Решение:
Концентрации
FeO(k) + CO(г) ↔ Fe(k) + CO
2
(г)
1. Исходные [СО]
0
=0,05 [СО
2
]
0
= 0,01
2. Израсходованные x О
3. Полученные О x
4. Равновесные [СО]
0
-х = 0,05-х [СО
2
]
0
+х = 0,011+х
[
]
[]
;5,0025,001,0;5,0
05,0
01,0
2
xx
x
x
CO
CO
K
c
−=+=
−
+
==
лмольCOxx
равн
/02,003,005,0][;03,0;015,05,0
=
−
=
=
=
лмольCO
равн
/04,003,001,0][
2
=
+
=
.
Пример 8. В каком направлении сместятся равнове-
сия
кДжНгСОгОгСO
о
566),(2)()(2
22
−=∆↔+
кДжНгNОгОгN
о
80),(2)()(
22
=∆↔+
а) при понижении температуры?
б) при повышении давления?
Решение. Применяем принцип Ле Шателье, согласно
которому повышение температуры смещает равновесие в
сторону эндотермической реакции, а понижение темпера-
туры – в сторону экзотермической. Также: повышение дав-
ления смещает равновесие в сторону понижения давления,
а понижение давления – в сторону его повышения (очевид-
но, что изменение давления имеет значение только для га-
зообразных веществ). 
                                      15                                                                 16
обратимых химических систем составляется единая табли-                [N2]0 = 8,04 моль/л.
ца:                                                                         Пример      7.   Константа     равновесия  реакции
                                                                      FeО(к) + СО(г) ↔ Fe(к) + СО2(г) при некоторой температу-
Концентрации                      аА + вВ ↔ сС + dD                   ре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО2,
1. Исходные                      [A]0    [B]0    0  0                 если исходные концентрации этих веществ составляли:
2. Израсходованные                ах      вх     0 0                  [CO]0 = 0,05 моль/л, [СО2]0 = 0,01 моль/л.
3. Полученные                      0       0    сх dx                       Решение:
4. Равновесные                  [A]0-ах [B]0-вх сх dх
                                                                      Концентрации         FeO(k) + CO(г) ↔ Fe(k) + CO2(г)
     Пункт 1 таблицы относится к начальному состоянию                 1. Исходные          [СО]0=0,05       [СО2]0 = 0,01
системы, а пункты 2, 3, 4 к моменту наступления равнове-              2. Израсходованные        x                 О
сия.                                                                  3. Полученные             О                  x
                                                                      4. Равновесные     [СО]0-х = 0,05-х [СО2]0+х = 0,011+х

     Kc =
            [C ]c ⋅ [D]d   =
                                      (cx) c ⋅ (dx) d
            [A]a ⋅ [B]b        ([A]0 − ax )a ⋅ ([B ]0 − bx )b               Kc =
                                                                                   [CO2 ] = 0,01 + x = 0,5;         0,01 + x = 0,025 − 0,5 x;
                                                                                    [CO ] 0,05 − x
     Далее сопоставляя данные задачи с данными таблицы,                     0,5 x = 0,015;   x = 0,03; [CO ] равн = 0,05 − 0,03 = 0,02 моль / л
находим требуемые величины.                                                 [CO2 ] равн = 0,01 + 0,03 = 0,04 моль / л .
     Применим табличный способ к решению примера 6.                         Пример 8. В каком направлении сместятся равнове-
                                                                      сия
Концентрации                       N2    +   3H2     ↔ 2NH3                 2СO ( г ) + О2 ( г ) ↔ 2СО2 ( г ), ∆Н о = −566 кДж
1. Исходные                       [N2]0      [H2]0        0
2. Израсходованные                  x          3x         0                 N 2 ( г ) + О2 ( г ) ↔ 2 NО( г ),  ∆Н о = 80 кДж
3. Полученные                       0           0        2x                а) при понижении температуры?
4. Равновесные                   [N2]0-x [H2]0-3x=0,2  2x=0,08             б) при повышении давления?
                                                                           Решение. Применяем принцип Ле Шателье, согласно
                                                                      которому повышение температуры смещает равновесие в
     Kc =
             [NH 3 ]2 = (0,08)2             = 0,1               (8)   сторону эндотермической реакции, а понижение темпера-
            [N 2 ][H 2 ]3 [N 2 ] ⋅ 0,2                                туры – в сторону экзотермической. Также: повышение дав-
                                                                      ления смещает равновесие в сторону понижения давления,
     Из (8) находим равновесную концентрацию N2, рав-                 а понижение давления – в сторону его повышения (очевид-
ную 8 моль/л. Далее находим начальную концентрацию                    но, что изменение давления имеет значение только для га-
N2: [N2] – x = 8; 2 x = 0,08; x = 0,04; [N2]0 - 0,04 = 8;             зообразных веществ).

Страницы