Példák problémák megoldása
Példa 6.1. Egy bizonyos hőmérséklet a rendszerben a N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) az egyensúlyi koncentráció (mol / l): [N2] = 1,5; [H2] = 1,7; [NH3] = 2,6. Számítsuk ki az egyensúlyi állandó a reakció és kezdeti koncentrációja nitrogén és hidrogén.
Határozat. A konstans egyensúlyi ezt a reakciót alábbi egyenlet fejezi ki
Behelyettesítve ezeket a problémákat kap.
Kezdő koncentrációja nitrogén és hidrogén található alapján a reakció egyenlet. Szerint a reakcióegyenlet a kialakulását 2 mól NH3 fogyasztják 1 mol N2. A feladat szerint képződött 2,6 M NH3. Kiadások, hogy 1,3 mol N2. Figyelembe véve a egyensúlyi koncentrációja nitrogén megtalálja a kezdeti koncentráció = 1,5 + 1,3 = 2,8 mol / l.
Szerint a reakcióegyenlet a kialakulását 2 mól NH3 kell lennie 3 mol H2. és így 2,6 mol NH3 szükséges 3 × 2,6 / 2 = 3,9 mol H2. A kezdeti hidrogén koncentrációja = 1,7 + 3,9 = 5,6 mol / l. Így a COP = 0,92; kezdeti koncentráció = 2,8, = 5,6 mól / l.
6.2 példa. A reakció a következő egyenlet szerint A + B D + F. Annak egyensúlyi koncentrációjának meghatározására a reagensek, ha a kezdeti koncentráció a A és B anyagok rendre 2 és 1,2 mol / l, és a reakciót egyensúlyi állandó KS = 1.
Határozat. Mivel minden anyag a reakcióban reagáltatjuk azonos arányban jelöli a koncentráció változását a reagensek keresztül x. Abban az időben a létrehozását egyensúlyi képződött mól D X és X mol és F, illetve az [D] = x; [F] = x. Szerint a reakció egyenlet annyi csökkent koncentrációja az A és B, azaz [A] = 2 - x ..; [B] = 1,2 - x. Helyettesítse az egyensúlyi koncentrációk az egyensúlyi állandó expresszió:
Ennélfogva az egyensúlyi koncentrációk: [D] = 0,75 mol / l; [F] = 0,75 mol / l;
[A] = 2-0,75 = 1,25 mol / l; [B] = 1,2 - 0,75 = 0,45 mol / l.
6.3 példa. A reakció a következő egyenlet szerint 2SO2 + O2 2SO3. Milyen irányba tolódik a kémiai egyensúly, ha a rendszer térfogata csökken 3-szor?
Határozat. Mielőtt megváltoztatná az előre és reverz reakciósebesség térfogata által kifejezett egyenletek:
A csökkenő térfogat 3-szor a koncentrációját minden egyes reaktánsok növeli 3-szor. Miután a koncentrációját növeljük a határidős reakciósebesség,
.. azaz megnövekedett 27-szeres; fordított sebesség -. t. e. a növekedés 9 alkalommal. Következésképpen, az egyensúly eltolódik az előre reakció (jobbra).
6.4 példa:. A melyik irányba tolódik a kémiai egyensúly a reakció A + D, ha a hőmérséklet emelése 30 ° C-on? Hőmérséklet együtthatóit vonalsebesség (# 947, 1) és a fordított (# 947, 2) reakció, illetve a 2. és 3..
Határozat. Amikor a hőmérséklet eléri a 30 ° előre reakció növekedését az idő és a sebesség időben visszafelé. Mivel a fordított reakció sebességét nőtt 27-szer, és a vonal sebessége 8-szor, az egyensúlyi reakció a hőmérséklet növelésével átállás a fordított reakciót (a bal oldalon).
Példa 6.5. Mivel a változás sebességét előre és hátra reakciók, ha a rendszer 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g), hogy csökkentse a nyomást 2-szer? Lesz váltás az egyensúly ebben az esetben? Ha igen, milyen irányban?
Határozat. Mielőtt expressziójának csökkentésére nyomás a sebesség előre és hátra reakciók van formájában; .
Amikor a nyomás csökken 2-szeres koncentráció az egyes reaktánsokat csökkent 2-szeres, mint a teljes rendszer nőtt 2 alkalommal. Aztán;
Ennek eredményeként a nyomás csökkentése a határidős reakciósebesség csökkent 8-szor, és az inverz sebesség - 4-szer. Így a reverz reakció mértéke lesz 2-szer nagyobb, mint az egyenes vonal és az egyensúly eltolódik az ellenkező irányú reakció, vagyis. E. felé NO2 bomlás.
Példa 6.6. A melyik irányba tolódik az egyensúlyi reakciót
a) nagyobb nyomáson; b) a hőmérsékletet csökkentjük; c) mellett csökkent a koncentráció a klór?
Határozat. a). Amikor a nyomás megnövekszik, eltolódik az egyensúly a reakció előforduló egy számának csökkenése a gázmolekulák alacsony nyomáson - a mellékreakció előforduló növekvő számával gázmolekulák. A bal oldalon a fenti reakció 1 molekulát (COCI2), és a megfelelő - 2 (1 + 1 CO Cl2), azonban, ha a nyomás az egyensúlyi felé tolódik el a fordított reakciót.
b). A csökkenő hőmérséklet egyensúlyi eltolódik az oldalán az exoterm reakció, a hőmérséklet emelkedik - irányába endoterm. Ebben a példában, a közvetlen reakció endoterm (# 8710; H ° h.r> 0.), és a reverz - exoterm, ezért a hőmérsékletet csökkentjük, az egyensúly eltolódik az ellenkező irányú reakció. c). Amikor a koncentráció a kiindulási anyagok és koncentrációjának csökkentésére reakciótermékek, az egyensúlyi eltolódik a mellékreakciók termékek. Amikor koncentrációjának csökkentésére klór (a reakció termék) tolódik az egyensúlyi felé előre reakció, azaz a keletkezése irányába reakció termékek.