Определение смещения равновесия процесса. Расчет равновесной концентрации

Определение смещения равновесия процесса. Расчет равновесной концентрации

Как происходит смещение равновесия химической системы

Задача 303.
Дано уравнение реакции: Fe₂O₃(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO₂(г)- Q. Дайте отает на поставленные условия смещения равновесия в данном процессе:
A. Равновесие смещается вправо и влево соответственно;
B. Не влияет на смещения равновесия;
C. Равновесие смещается вправо;
D. Равновесие смещается влево и вправо соответственно. 
Решение:
А. Так как Q < 0, то данный процесс является эндотермическим, т.е. протекает с поглощением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье при повышении температуры равновесие сдвигается в сторону эндотермической реакции (смещается вправо), при понижении температуры – в сторону экзотермической реакции (смещается влево).
В. Так как в уравнении данной обратимой реакции число молекул газообразных веществ в правой и левой частях равны (3VCO = 3VCO2), то изменение давления не оказывает влияния на смещение равновесия.
С. При увеличении концентрации исходного газообразного вещества (СО) равновесие смещается в сторону образования газообразного продукта реакции (СО2), т.е. равновесие смещается вправо.
D. При повышении концентрации исходного газообразного вещества (СО) равновесие смещается в сторону образования газообразного продукта реакции (СО2), при повышении концентрации газообразного вещества (СО2) равновесие смещается в сторону обратной реакции (образования СО). 

 


Задача 304.
В какую сторону сместится равновесие системы 2CO + 2H2 <=> CH3COOH (T, K = 680) при а) увеличении давления; б) уменьшении температуры?
Решение:
Принцип Ле Шателье (принцип смещения равновесия), устанавливает, что внешнее воздействие, выводящее систему из состояния термодинамического равновесия, вызывает в системе процессы, стремящиеся ослабить эффект воздействия.
а) При увеличении давления смещение равновесия связано с уменьшением общего объёма системы, а уменьшению давления сопутствуют физические или химмческие процессы, приводящие к увеличению объема.
Увеличение давления приводит к смещению равновесия в сторону реакции, ведущей к образованию меньшего числа молекул.  Следовательно  равновесие смещается в сторону образования CH3COOH, Vпр. > Vобр.
в) При повышении температуры равновесие сместится в сторону обратной реакции, так как прямая реакция – экзотермическая (680 К). Согласно принципу Ле-Шателье равновесие реакции смещается в сторону уменьшения оказываемого на систему действия. Данная реакция протекает с выделением тепла (Т < 0), то, естественно, что при повышении температуры равновесие экзотермической реакции сместится в сторону уменьшения тепловой энергии реакции, т.е. в сторону обратной реакции Vпр. < Vобр.

 


Расчет равновесной концентрации вещества

Задача 305. 
При некоторой температуре константа равновесия реакции С(т) + О2(г) ⇄ СО2(г) равна 0,5. Вычислите равновесную концентрацию кислорода (моль/л), если начальная концентрация кислорода была 5 моль/л, а начальная концентрация углекислого газа – 1 моль/л.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

С(т) + О2(г) ⇄ СО2(г).

Видео:Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 1ч. 10 класс.Скачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 1ч. 10 класс.

Из уравнения следует, что из 1 моля С и 1 моля О2 образуется 1 моль СO2, т.е. на образование СO2 израсходовано по 1 молю С и О2. Обозначим равновесные концентрации О2 и СО2 через «х«. Тогда равновесные концентрации равны: [О2] = (5 — х) моль/л, [CO2] = (1 + х) моль/л. 
Подставим эти значения в выражение константы равновесия реакции:

К = [CO2]/[O2];
0,5 = (1 + х)/(5 — х);
0,5(5 — х) = (1 + х);
2,5 — 0,5х = 1 + х;
1,5 = 1,5х;
x = 1.

Тогда

2]равн. = (5 — 1) = 4 моль/л;
[CO2]равн. = (1 + 1) = 2 моль/л.
 


Задача 306.
Технический титан очищают методом йодидного рафинирования, основанным на реакции: TiI4(г) ↔ Ti(г) + 2I2(г); Kc = 0,86. Рассчитайте формульное количество (моль) и массу (г) титана, образующегося в равновесной смеси, если начальная концентрация иодида титана (IV) была 2 моль/л, а объём реактора равен 10 л.
Решение:
Kc = 0,86;
M(Ti) = 47,867 г/моль;
[TiI4] = 2 моль/л;
V(смеси) = 10 л;
n(Ti) = ?
m(Ti) = ?
Уравнение реакции имеет вид:

TiI4(г) ↔ Ti(г) + 2I2(г)

Видео:Химическое равновесие. Константа равновесия. 10 класс.Скачать

Химическое равновесие. Константа равновесия.  10 класс.

Из уравнения реакции следует, что из 1 моль TiI4 образуется 1 моль Ti, т.е. n(TiI4) = n(Ti).
Обозначим равновесную концентрацию Ti через «х«, тогда равновесная концентрация I2 будет равна «2х«, а равновесная концентрация TiI4 будет равна «(2 — х)». Подставим эти значения в выражение константы равновесия данной реакции:
Кс = [I2]2 . [Ti]/[TiI4];
2х2 = 0,86(2 — х);
2х2 + 0,86х — 1,72 = 0;
D = b2 — 4ac = (0,86)2 — 4 . 2 . (-172) = 14,62;
x1 = -b — √D = -0,86 — √14,62 = -1,17;
x2 = -b — √D = -0,86 + √14,62 = 0,74.
Значит, х = 0,74 моль/л, т.е. [Ti]p = 0,74 моль/л.

Тогда

n(Ti) = {[Ti]p . V(смеси)}/1 = (0,74 . 10)/1 = 7,4 моль.

Отсюда

m(Ti) = n(Ti) . M(Ti) = 7,4 . 47,867 = 354,2 г.

Видео:Как выучить Химию с нуля за 10 минут? Принцип Ле-ШательеСкачать

Как выучить Химию с нуля за 10 минут? Принцип Ле-Шателье

Ответ: n(Ti) =  7,4 моль; m(Ti) = 354,2 г.
 


Задача 307. 
При некоторой температуре константа равновесия реакции N2O4 ↔ 2NO2 равна 0,16. В исходном состоянии NO2 не было, а равновесная концентрация NO2 составила 0,08 моль/л. Равновесная и исходная концентрации N2O4 будут равны … и …, моль/л (ответ записать в виде двух числ через один пробел в формате Х,ХХ каждое число).
Решение:
Равновесную конценттрацию N2O4 обозначим через «[N2O4]p«, а NO2 — «[NO2]p«. Исходя из выражения константы равновесия определим равновесную концентрацию N2O4, получим:

Кр = [NO2]p2/[N2O4]p;
[N2O4]p = [NO2]p2/Kp = (0,08)2/0,16 = 0,04 моль/л.

Из уравнения реакции следует, что на образование 2 моль NO2 затрачивается 1 моль N2O4, т.е. n(N2O4) = 1/2(NO2). 
Тогда

n(N2O4) = 1/2(0,08) = 0,04 моль/л.

Зная количество N2O4, пошедшее на образование NO2, а также равновесную концентрацию N2O4, рассчитаем исходную концентрацию его:

Видео:Условия смещения химического равновесия. 9 класс.Скачать

Условия смещения химического равновесия. 9 класс.

[N2O4]исх. = [N2O4]p + n(N2O4) = 0,04 + 0,04 = 0,08 моль/л.

Ответ: [N2O4]p = 0,04 моль/л; [N2O4]исх. = 0,08 моль/л.


Задача 308.
В равновесии находится система: N2O4 = 2NO2. Константа равновесия равна 4. Начальная концентрация N2O4 была равна 920 г в дм³. Рассчитать равновесные концентрации всех веществ в системе (моль/дм³).
Решение:
Рассчитаем количество N2O4, получим:

n(N2O4) = m(N2O4)/M(N2O4) = 920/92 = 10 моль/дм3.

Уравнение реакции имеет вид:

N2O4 = 2NO2.

Видео:Обратимые и необратимые реакции | Химическое равновесие и условия его смещенияСкачать

Обратимые и необратимые реакции | Химическое равновесие и условия его смещения

Из уравнения реакции следует, что из 1 моль N2O4 образуется 2 моль NO2, т.е. n(N2O4) = 2n(NO2).
Обозначим концентрацию прореагировавшего веществ N2O4 через «х«. Таким образом, равновесные концентрации N2O4 и NO2 будут составлять, соответственно, (10 – х) моль/дм3 и (2 . х) моль/дм3. Подставим эти значения в выражение константы равновесия данной реакции:

К = [NO2]2/[N2O4];
4 = x2/(10 — x);
4(10 — x)  = x2;
x2 + 4x — 40 = 0.

Найдем дискриминант квадратного уравнения:

D = b2 — 4ac = 16 — 4·1·(-40) = 16 + 160 = 176.

Так как дискриминант больше нуля то, квадратное уравнение имеет два действительных корня:

Видео:Задача химическое равновесие. РАВНОВЕСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ и Кр.Скачать

Задача химическое равновесие. РАВНОВЕСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ и Кр.

x1 = (-4 — √176)/(2 . 1) = -8,64;
x2 = (-4 + √176)/(2 . 1) = 4,64.

Так как x1 < O, то верное значение будет х2, значит х = 4,64 моль/дм3.

Тогда

Равновесные концентрации участвующих веществ будут иметь значения:

[N2O4]равн. = 10 — 4,64 = 5,36 моль/дм3;
[NO2]равн. = 4,64 моль/дм3.

🎥 Видео

Влияние различных факторов на равновесие. Принцип смещения равновесия - Ле Шателье-Брауна. 10 класс.Скачать

Влияние различных факторов на равновесие. Принцип смещения равновесия - Ле Шателье-Брауна. 10 класс.

Смещение химического равновесия - ЭКСПЕРИМЕНТЫСкачать

Смещение химического равновесия - ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Химическое равновесие. Задание №22 | Химия ЕГЭ 2022 | УмскулСкачать

Химическое равновесие. Задание №22 | Химия ЕГЭ 2022 | Умскул

Химическое равновесие. Константа равновесия. Обратимость реакций.Скачать

Химическое равновесие. Константа равновесия. Обратимость реакций.

Обратимость и необратимость химических реакций. Химическое равновесие. 1 часть. 9 класс.Скачать

Обратимость и необратимость химических реакций. Химическое равновесие.  1 часть. 9 класс.

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 2ч. 10 класс.Скачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 2ч. 10 класс.

Химическое равновесие. Закон действующих масс.Скачать

Химическое равновесие. Закон действующих масс.

Химическое равновесие в растворахСкачать

Химическое равновесие в растворах

Химия. 11 класс, 2014. Смещение химического равновесия. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»Скачать

Химия. 11 класс, 2014. Смещение химического равновесия. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

84. Принцип Ле-Шателье. Смещение равновесия (часть 1)Скачать

84. Принцип Ле-Шателье. Смещение равновесия (часть 1)

Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.Скачать

Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 3ч. 10 классСкачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 3ч. 10 класс

Лабораторная работа "Химическое равновесие"Скачать

Лабораторная работа "Химическое равновесие"

Равновесие в растворе роданида железаСкачать

Равновесие в растворе роданида железа
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии