Problémy chemickej rovnováhy. Úlohy jednotnej štátnej skúšky v chemickom teste online: Reverzibilné a nezvratné chemické reakcie. Chemická bilancia. Posun rovnováhy pod vplyvom rôznych faktorov

9. Rýchlosť chemickej reakcie. Chemická rovnováha

9.2. Chemická rovnováha a jej posun

Väčšina chemických reakcií je reverzibilná, t.j. prúdi súčasne v smere tvorby produktov aj v smere ich rozkladu (zľava doprava a sprava doľava).

Príklady reakčných rovníc pre reverzibilné procesy:

N2 + 3H2° t°, p, kat. 2NH3

2SO 2 + O 2 ⇄ t ° , p , kat 2SO 3

H2 + I2 ° t ° 2HI

Reverzibilné reakcie sú charakterizované špeciálnym stavom nazývaným stav chemickej rovnováhy.

Chemická rovnováha- toto je stav systému, v ktorom sa rýchlosť priamych a spätných reakcií vyrovná. Pri pohybe smerom k chemickej rovnováhe sa rýchlosť priamej reakcie a koncentrácia reaktantov znižuje, zatiaľ čo spätná reakcia a koncentrácia produktov sa zvyšujú.

V stave chemickej rovnováhy sa za jednotku času vytvorí toľko produktu, koľko sa rozloží. V dôsledku toho sa koncentrácie látok v stave chemickej rovnováhy v priebehu času nemenia. To však vôbec neznamená, že rovnovážne koncentrácie alebo hmotnosti (objemy) všetkých látok sú nevyhnutne navzájom rovnaké (pozri obr. 9.8 a 9.9). Chemická rovnováha je dynamická (mobilná) rovnováha, ktorá môže reagovať na vonkajšie vplyvy.

Prechod rovnovážneho systému z jedného rovnovážneho stavu do druhého sa nazýva posun resp posun v rovnováhe. V praxi hovoria o posune rovnováhy smerom k reakčným produktom (doprava) alebo k východiskovým látkam (doľava); dopredná reakcia je taká, ktorá sa vyskytuje zľava doprava a spätná reakcia nastáva sprava doľava. Rovnovážny stav je znázornený dvoma protiľahlými šípkami: ⇄.

Princíp posunu rovnováhy sformuloval francúzsky vedec Le Chatelier (1884): vonkajší vplyv na systém, ktorý je v rovnováhe, vedie k posunu tejto rovnováhy smerom, ktorý oslabuje účinok vonkajšieho vplyvu.

Sformulujme základné pravidlá pre posun rovnováhy.

Účinok koncentrácie: keď sa koncentrácia látky zvyšuje, rovnováha sa posúva smerom k jej spotrebe a keď klesá, k jej tvorbe.

Napríklad so zvýšením koncentrácie H 2 pri reverzibilnej reakcii

H 2 (g) + I 2 (g) ⇄ 2HI (g)

rýchlosť priamej reakcie v závislosti od koncentrácie vodíka sa zvýši. V dôsledku toho sa rovnováha posunie doprava. Keď sa koncentrácia H2 zníži, rýchlosť priamej reakcie sa zníži, v dôsledku čoho sa rovnováha procesu posunie doľava.

Vplyv teploty: Keď sa teplota zvýši, rovnováha sa posunie smerom k endotermickej reakcii a keď sa teplota zníži, posunie sa k exotermickej reakcii.

Je dôležité si uvedomiť, že so zvyšujúcou sa teplotou sa rýchlosť exo- aj endotermických reakcií zvyšuje, ale endotermická reakcia sa zvyšuje viackrát, pre ktoré je E a vždy väčšie. S klesajúcou teplotou sa rýchlosť oboch reakcií znižuje, ale opäť viackrát - endotermické. Je vhodné to ilustrovať pomocou diagramu, v ktorom je hodnota rýchlosti úmerná dĺžke šípok a rovnováha sa posúva v smere dlhšej šípky.

Účinok tlaku: Zmena tlaku ovplyvňuje rovnovážny stav iba vtedy, keď sú do reakcie zapojené plyny, a to aj vtedy, keď je plynná látka len na jednej strane chemickej rovnice. Príklady reakčných rovníc:

tlak ovplyvňuje posun rovnováhy:

3H2 (g) + N2 (g) ⇄ 2NH3 (g),

CaO (tv) + CO2 (g) ⇄ CaC03 (tv);

tlak neovplyvňuje posun rovnováhy:

Cu (sv) + S (sv) = CuS (sv),

NaOH (roztok) + HCl (roztok) = NaCl (roztok) + H20 (1).

Pri poklese tlaku sa rovnováha posúva smerom k vzniku väčšieho chemického množstva plynných látok a pri jeho zvyšovaní sa rovnováha posúva smerom k tvorbe menšieho chemického množstva plynných látok. Ak sú chemické množstvá plynov na oboch stranách rovnice rovnaké, potom tlak neovplyvňuje stav chemickej rovnováhy:

H2 (g) + Cl2 (g) = 2 HCl (g).

Je to ľahko pochopiteľné, pretože účinok zmeny tlaku je podobný účinku zmeny koncentrácie: so zvýšením tlaku n-krát sa koncentrácia všetkých látok v rovnováhe zvyšuje o rovnaké množstvo (a naopak ).

Vplyv objemu reakčného systému: zmena objemu reakčného systému je spojená so zmenou tlaku a ovplyvňuje len rovnovážny stav reakcií s plynnými látkami. Zníženie objemu znamená zvýšenie tlaku a posunie rovnováhu smerom k tvorbe menšieho množstva chemických plynov. Zväčšenie objemu sústavy vedie k zníženiu tlaku a posunu rovnováhy smerom k tvorbe väčšieho chemického množstva plynných látok.

Zavedenie katalyzátora do rovnovážneho systému alebo zmena jeho povahy neposúva rovnováhu (nezvyšuje výťažok produktu), pretože katalyzátor urýchľuje dopredné aj spätné reakcie v rovnakom rozsahu. Je to spôsobené tým, že katalyzátor rovnako znižuje aktivačnú energiu priamych a spätných procesov. Prečo potom používajú katalyzátor pri reverzibilných procesoch? Faktom je, že použitie katalyzátora v reverzibilných procesoch podporuje rýchly nástup rovnováhy, a to zvyšuje efektivitu priemyselnej výroby.

Konkrétne príklady vplyvu rôznych faktorov na posun rovnováhy sú uvedené v tabuľke. 9.1 pre reakciu syntézy amoniaku, ku ktorej dochádza pri uvoľňovaní tepla. Inými slovami, dopredná reakcia je exotermická a spätná reakcia je endotermická.

Tabuľka 9.1

Vplyv rôznych faktorov na posun v rovnováhe reakcie syntézy amoniaku

Faktor ovplyvňujúci rovnovážny systém	Smer posunu rovnovážnej reakcie 3 H 2 + N 2 ⇄ t, p, kat. 2 NH 3 + Q
Zvýšenie koncentrácie vodíka, s (H 2)	Rovnováha sa posúva doprava, systém reaguje znížením c (H 2)
Pokles koncentrácie amoniaku, s (NH 3)↓	Rovnováha sa posúva doprava, systém reaguje zvýšením c (NH 3)
Zvýšenie koncentrácie amoniaku, s (NH 3)	Rovnováha sa posúva doľava, systém reaguje znížením c (NH 3)
Pokles koncentrácie dusíka, s (N 2)↓	Rovnováha sa posúva doľava, systém reaguje zvýšením c (N 2)
Kompresia (zníženie objemu, zvýšenie tlaku)	Rovnováha sa posúva doprava, smerom k zníženiu objemu plynov
Expanzia (zvýšenie objemu, zníženie tlaku)	Rovnováha sa posúva doľava smerom k zvyšovaniu objemu plynu
Zvýšený tlak	Rovnováha sa posúva doprava, smerom k menšiemu objemu plynu
Znížený tlak	Rovnováha sa posúva doľava, smerom k väčšiemu objemu plynov
Zvýšenie teploty	Rovnováha sa posúva doľava smerom k endotermickej reakcii
Pokles teploty	Rovnováha sa posúva doprava, smerom k exotermickej reakcii
Pridanie katalyzátora	Rovnováha sa neposúva

Príklad 9.3. V stave procesnej rovnováhy

2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇄ 2SO 3 (g)

koncentrácie látok (mol/dm 3) SO 2, O 2 a SO 3 sú 0,6, 0,4 a 0,2. Nájdite počiatočné koncentrácie SO 2 a O 2 (počiatočná koncentrácia SO 3 je nulová).

Riešenie. Počas reakcie sa teda spotrebúvajú S02 a O2

c out (SO 2) = c sa rovná (SO 2) + c out (SO 2),

cout (02) = c sa rovná (02) + cout (02).

Hodnota vynaloženého c sa zistí pomocou c (SO 3):

x = 0,2 mol/dm3.

cout (S02) = 0,6 + 0,2 = 0,8 (mol/dm3).

y = 0,1 mol/dm3.

cout (02) = 0,4 + 0,1 = 0,5 (mol/dm3).

Odpoveď: 0,8 mol/dm 3 SO 2; 0,5 mol/dm302.

Pri plnení skúšobných úloh sa často zamieňa vplyv rôznych faktorov na jednej strane na rýchlosť reakcie a na druhej strane na posun chemickej rovnováhy.

Pre reverzibilný proces

so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje rýchlosť priamych aj spätných reakcií; pri znižovaní teploty klesá rýchlosť dopredných aj spätných reakcií;

so zvyšujúcim sa tlakom sa zvyšujú rýchlosti všetkých reakcií prebiehajúcich za účasti plynov, priamych aj reverzných. Keď tlak klesá, rýchlosť všetkých reakcií prebiehajúcich za účasti plynov, priamych aj reverzných, klesá;

zavedenie katalyzátora do systému alebo jeho nahradenie iným katalyzátorom neposúva rovnováhu.

Príklad 9.4. Nastáva reverzibilný proces opísaný rovnicou

N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) + Q

Zvážte, ktoré faktory: 1) zvyšujú rýchlosť syntézy reakcie amoniaku; 2) posuňte rovnováhu doprava:

a) zníženie teploty;

b) zvýšenie tlaku;

c) zníženie koncentrácie NH3;

d) použitie katalyzátora;

e) zvýšenie koncentrácie N 2 .

Riešenie. Faktory b), d) a e) zvyšujú rýchlosť reakcie syntézy amoniaku (ako aj zvýšenie teploty, zvýšenie koncentrácie H2); posunúť rovnováhu doprava - a), b), c), e).

Odpoveď: 1) b, d, d; 2) a, b, c, d.

Príklad 9.5. Nižšie je uvedený energetický diagram reverzibilnej reakcie

Uveďte všetky pravdivé tvrdenia:

a) reverzná reakcia prebieha rýchlejšie ako priama reakcia;

b) so zvyšujúcou sa teplotou sa rýchlosť spätnej reakcie zvyšuje viackrát ako dopredná reakcia;

c) dochádza k priamej reakcii s absorpciou tepla;

d) teplotný koeficient γ je väčší pre reverznú reakciu.

Riešenie.

a) Výrok je správny, keďže E arr = 500 − 300 = 200 (kJ) je menšie ako E arr = 500 − 200 = 300 (kJ).

b) Výrok je nesprávny, rýchlosť priamej reakcie, pre ktorú je E a väčšie, sa zvyšuje viackrát.

c) Výrok je správny, Q pr = 200 − 300 = −100 (kJ).

d) Výrok je nesprávny, γ je väčšie pre priamu reakciu, v tomto prípade E a je väčšie.

Odpoveď: a), c).

Hlavný článok: Le Chatelier-Brown princíp

Poloha chemickej rovnováhy závisí od nasledujúcich parametrov reakcie: teplota, tlak a koncentrácia. Vplyv týchto faktorov na chemickú reakciu podlieha vzoru, ktorý vo všeobecnosti vyjadril v roku 1885 francúzsky vedec Le Chatelier.

Faktory ovplyvňujúce chemickú rovnováhu:

1) teplota

Pri zvyšovaní teploty sa chemická rovnováha posúva smerom k endotermickej (absorpčnej) reakcii a keď sa znižuje, k exotermickej (uvoľňovacej) reakcii.

CaCO 3 = CaO + CO 2 -Q t →, t↓ ←

N 2 +3H 2 ↔2NH 3 +Q t ←, t↓ →

2) tlak

Pri zvyšovaní tlaku sa chemická rovnováha posúva smerom k menšiemu objemu látok a pri znižovaní tlaku smerom k väčšiemu objemu. Tento princíp platí len pre plyny, t.j. Ak sú do reakcie zapojené pevné látky, neberú sa do úvahy.

CaCO 3 = CaO + CO 2 P ←, P↓ →

1 mol = 1 mol + 1 mol

3) koncentrácia východiskových látok a reakčných produktov

So zvýšením koncentrácie jednej z východiskových látok sa chemická rovnováha posúva smerom k reakčným produktom a so zvýšením koncentrácie reakčných produktov smerom k východiskovým látkam.

S 2 +20 2 = 2SO 2 [S],[O] →, ←

Katalyzátory neovplyvňujú posun chemickej rovnováhy!

Základné kvantitatívne charakteristiky chemickej rovnováhy: chemická rovnovážna konštanta, stupeň konverzie, stupeň disociácie, rovnovážny výťažok. Vysvetlite význam týchto veličín na príklade konkrétnych chemických reakcií.

V chemickej termodynamike zákon hmotnostného pôsobenia dáva do súvislosti rovnovážne aktivity východiskových látok a reakčných produktov podľa vzťahu:

Aktivita látok. Namiesto aktivity možno použiť koncentráciu (pre reakciu v ideálnom roztoku), parciálne tlaky (reakcia v zmesi ideálnych plynov), fugaciu (reakcia v zmesi reálnych plynov);

Stechiometrický koeficient (negatívny pre východiskové látky, pozitívny pre produkty);

Chemická rovnovážna konštanta. Dolný index "a" tu znamená použitie hodnoty aktivity vo vzorci.

Účinnosť reakcie sa zvyčajne hodnotí výpočtom výťažku reakčného produktu (časť 5.11). Zároveň sa účinnosť reakcie dá posúdiť aj určením, aká časť najdôležitejšej (zvyčajne najdrahšej) látky sa premenila na cieľový reakčný produkt, napríklad aká časť SO 2 sa premenila na SO 3 pri výrobe kyseliny sírovej, teda nájsť stupeň konverzie pôvodná látka.

Dovoľte krátky diagram prebiehajúcej reakcie

Potom sa stupeň premeny látky A na látku B (A) určí podľa nasledujúcej rovnice

Kde n proreact (A) – látkové množstvo činidla A, ktoré zreagovalo za vzniku produktu B, a n počiatočné (A) – počiatočné množstvo činidla A.

Prirodzene, stupeň transformácie možno vyjadriť nielen množstvom látky, ale aj akýmikoľvek veličinami, ktoré sú jej úmerné: počet molekúl (jednotiek vzorca), hmotnosť, objem.

Ak sa činidlo A odoberá v nedostatku a stratu produktu B možno zanedbať, potom sa stupeň konverzie činidla A zvyčajne rovná výťažku produktu B

Výnimkou sú reakcie, pri ktorých sa východisková látka evidentne spotrebuje na niekoľko produktov. Teda napríklad v reakcii

Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H20

chlór (činidlo) sa rovnako premieňa na chlorid draselný a chlórnan draselný. Pri tejto reakcii je aj pri 100 % výťažku KClO stupeň premeny chlóru naň 50 %.

Množstvo, ktoré poznáte – stupeň protolýzy (časť 12.4) – je špeciálnym prípadom stupňa premeny:

V rámci TED sú podobné množstvá tzv stupeň disociácie kyseliny alebo zásady (označované aj ako stupeň protolýzy). Stupeň disociácie súvisí s disociačnou konštantou podľa Ostwaldovho zákona riedenia.

V rámci tej istej teórie je hydrolytická rovnováha charakterizovaná stupeň hydrolýzy (h) a používajú sa nasledujúce výrazy, ktoré ho spájajú s počiatočnou koncentráciou látky ( s) a disociačné konštanty slabých kyselín (K HA) a slabých zásad vznikajúcich pri hydrolýze ( K MOH):

Prvý výraz platí pre hydrolýzu soli slabej kyseliny, druhý - soli slabej zásady a tretí - soli slabej kyseliny a slabej zásady. Všetky tieto výrazy možno použiť len pre zriedené roztoky so stupňom hydrolýzy najviac 0,05 (5 %).

Typicky je rovnovážny výťažok určený známou rovnovážnou konštantou, s ktorou súvisí v každom konkrétnom prípade určitým pomerom.

Výťažok produktu sa môže meniť posunutím rovnováhy reakcie pri reverzibilných procesoch, pod vplyvom faktorov, ako je teplota, tlak, koncentrácia.

V súlade s Le Chatelierovým princípom sa pri jednoduchých reakciách zvyšuje rovnovážny stupeň premeny so zvyšujúcim sa tlakom a v ostatných prípadoch sa objem reakčnej zmesi nemení a výťažok produktu nezávisí od tlaku.

Vplyv teploty na rovnovážny výťažok, ako aj na rovnovážnu konštantu, je určený znamienkom tepelného účinku reakcie.

Na úplnejšie posúdenie vratných procesov sa používa takzvaný výťažok z teoretického (výťažok z rovnováhy), ktorý sa rovná pomeru skutočne získaného produktu k množstvu, ktoré by sa získalo v stave rovnováhy.

TEPELNÁ DISOCIÁCIA chemická

reakcia vratného rozkladu látky spôsobená zvýšením teploty.

Pri Atd. vzniká z jednej látky niekoľko (2H2H+ OCaO + CO) alebo jedna jednoduchšia látka

Rovnováha atď. je ustanovená podľa zákona o hromadnej akcii. to

možno charakterizovať buď rovnovážnou konštantou alebo stupňom disociácie

(pomer počtu rozpadnutých molekúl k celkovému počtu molekúl). IN

Vo väčšine prípadov atď. je sprevádzané absorpciou tepla (zvýšenie

entalpia

DN>0); teda v súlade s princípom Le Chatelier-Brown

zahrievaním sa zvýrazňuje, určuje sa stupeň posunu atď. s teplotou

absolútna hodnota DN. Tlak zasahuje atď., čím silnejšie, tým väčší

zmena (zvýšenie) počtu mólov (Di) plynných látok

stupeň disociácie nezávisí od tlaku. Ak pevné látky nie sú

tvoria tuhé roztoky a nie sú vo vysoko dispergovanom stave,

potom je tlak atď. jednoznačne určený teplotou. Na implementáciu T.

d) pevné látky (oxidy, kryštalické hydráty atď.)

Je dôležité vedieť

teplota, pri ktorej sa disociačný tlak rovná vonkajšiemu (najmä

atmosferický tlak. Keďže uvoľnený plyn môže prekonať

okolitého tlaku, potom pri dosiahnutí tejto teploty prebieha proces rozkladu

okamžite zosilnie.

Závislosť stupňa disociácie od teploty: stupeň disociácie sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou (zvýšenie teploty vedie k zvýšeniu kinetickej energie rozpustených častíc, čo podporuje rozpad molekúl na ióny)

Stupeň premeny východiskových látok a rovnovážny výťažok produktu. Metódy ich výpočtu pri danej teplote. Aké údaje sú na to potrebné? Uveďte schému na výpočet ktorejkoľvek z týchto kvantitatívnych charakteristík chemickej rovnováhy pomocou ľubovoľného príkladu.

Stupeň konverzie je množstvo zreagovaného činidla delené jeho pôvodným množstvom. Pre najjednoduchšiu reakciu, kde je koncentrácia na vstupe do reaktora alebo na začiatku periodického procesu, je koncentrácia na výstupe z reaktora alebo aktuálny moment periodického procesu. Za dobrovoľnú odpoveď napr. , v súlade s definíciou je vzorec výpočtu rovnaký: . Ak je v reakcii niekoľko činidiel, potom sa stupeň konverzie môže vypočítať pre každé z nich, napríklad pre reakciu Závislosť stupňa konverzie od reakčného času je určená zmenou koncentrácie činidla v čase. V počiatočnom okamihu, keď sa nič netransformovalo, je stupeň transformácie nulový. Potom, ako sa činidlo premieňa, stupeň konverzie sa zvyšuje. Pri nezvratnej reakcii, keď nič nebráni tomu, aby sa činidlo úplne spotrebovalo, jeho hodnota smeruje (obr. 1) k jednote (100 %). Obr. 1 Čím väčšia je rýchlosť spotreby činidla, určená hodnotou rýchlostnej konštanty, tým rýchlejšie rastie stupeň konverzie, ako je znázornené na obrázku. Ak je reakcia reverzibilná, potom ako má reakcia tendenciu k rovnováhe, miera konverzie smeruje k rovnovážnej hodnote, ktorej hodnota závisí od pomeru rýchlostných konštánt priamych a reverzných reakcií (na rovnovážnej konštante) (obr. 2). Obr. 2 Výťažok cieľového produktu Výťažok produktu je množstvo skutočne získaného cieľového produktu vydelené množstvom tohto produktu, ktoré by sa získalo, keby všetko činidlo prešlo do tohto produktu (až do maximálneho možného množstva výsledný produkt). Alebo (prostredníctvom činidla): množstvo činidla skutočne premenené na cieľový produkt vydelené počiatočným množstvom činidla. Pre najjednoduchšiu reakciu je výťažok , a majte na pamäti, že pre túto reakciu, , t.j. Pre najjednoduchšiu reakciu sú výťažok a stupeň konverzie rovnaké. Ak transformácia prebieha napríklad pri zmene množstva látok, potom v súlade s definíciou treba do vypočítaného výrazu zahrnúť stechiometrický koeficient. V súlade s prvou definíciou bude imaginárne množstvo produktu získaného z celého počiatočného množstva činidla pre túto reakciu dvakrát menšie ako počiatočné množstvo činidla, t.j. a výpočtový vzorec. V súlade s druhou definíciou bude množstvo činidla skutočne preneseného do cieľového produktu dvakrát väčšie ako tento produkt vznikol, t.j. , potom je vzorec výpočtu . Prirodzene, oba výrazy sú rovnaké. Pre zložitejšiu reakciu sú výpočtové vzorce napísané presne rovnakým spôsobom v súlade s definíciou, ale v tomto prípade sa výťažok už nerovná stupňu konverzie. Napríklad pre reakciu, . Ak je v reakcii niekoľko činidiel, výťažok sa môže vypočítať pre každú z nich; ak existuje aj niekoľko cieľových produktov, potom sa výťažok môže vypočítať pre akýkoľvek cieľový produkt pre akékoľvek činidlo. Ako je zrejmé zo štruktúry výpočtového vzorca (menovateľ obsahuje konštantnú hodnotu), závislosť výťažku od reakčného času je určená časovou závislosťou koncentrácie cieľového produktu. Tak napríklad na reakciu táto závislosť vyzerá ako na obr. Obr.3

Stupeň konverzie ako kvantitatívna charakteristika chemickej rovnováhy. Ako zvýšenie celkového tlaku a teploty ovplyvní stupeň premeny činidla ... v reakcii v plynnej fáze: ( je daná rovnica)? Uveďte zdôvodnenie svojej odpovede a vhodné matematické výrazy.

Chemické reakcie môžu byť reverzibilné alebo ireverzibilné.

tie. ak je nejaká reakcia A + B = C + D nevratná, znamená to, že k spätnej reakcii C + D = A + B nedochádza.

t.j. ak je napríklad určitá reakcia A + B = C + D reverzibilná, znamená to, že obe reakcie A + B → C + D (priama) aj reakcia C + D → A + B (reverzná) prebiehajú súčasne. ).

V podstate preto Prebiehajú priame aj spätné reakcie, v prípade reverzibilných reakcií možno látky na ľavej strane rovnice aj látky na pravej strane rovnice nazvať činidlami (východiskovými látkami). To isté platí pre produkty.

Pre akúkoľvek reverzibilnú reakciu je možná situácia, keď sú rýchlosti priamych a spätných reakcií rovnaké. Tento stav sa nazýva stav rovnováhy.

V rovnováhe sú koncentrácie všetkých reaktantov a všetkých produktov konštantné. Koncentrácie produktov a reaktantov v rovnováhe sa nazývajú rovnovážne koncentrácie.

Posun v chemickej rovnováhe pod vplyvom rôznych faktorov

Vplyvom vonkajších vplyvov na systém, ako sú zmeny teploty, tlaku alebo koncentrácie východiskových látok alebo produktov, môže dôjsť k narušeniu rovnováhy systému. Po ukončení tohto vonkajšieho vplyvu však systém po určitom čase prejde do nového rovnovážneho stavu. Takýto prechod systému z jedného rovnovážneho stavu do druhého rovnovážneho stavu sa nazýva posunutie (posun) chemickej rovnováhy .

Aby bolo možné určiť, ako sa chemická rovnováha posúva pod určitým typom vplyvu, je vhodné použiť Le Chatelierov princíp:

Ak na systém v rovnovážnom stave pôsobí akýkoľvek vonkajší vplyv, potom sa smer posunu chemickej rovnováhy zhoduje so smerom reakcie, ktorá oslabuje účinok vplyvu.

Vplyv teploty na rovnovážny stav

Keď sa teplota zmení, rovnováha akejkoľvek chemickej reakcie sa posunie. Je to spôsobené tým, že každá reakcia má tepelný účinok. Navyše tepelné účinky doprednej a spätnej reakcie sú vždy priamo opačné. Tie. ak je dopredná reakcia exotermická a prebieha s tepelným účinkom rovným +Q, potom spätná reakcia je vždy endotermická a má tepelný účinok rovný –Q.

Ak teda v súlade s Le Chatelierovým princípom zvýšime teplotu nejakého systému, ktorý je v rovnovážnom stave, tak sa rovnováha posunie smerom k reakcii, počas ktorej teplota klesá, t.j. smerom k endotermickej reakcii. A podobne, ak znížime teplotu systému v rovnovážnom stave, rovnováha sa posunie smerom k reakcii, v dôsledku čoho sa teplota zvýši, t.j. smerom k exotermickej reakcii.

Zvážte napríklad nasledujúcu reverzibilnú reakciu a uveďte, kde sa jej rovnováha posunie pri poklese teploty:

Ako je možné vidieť z vyššie uvedenej rovnice, dopredná reakcia je exotermická, t.j. V dôsledku jeho výskytu sa uvoľňuje teplo. V dôsledku toho bude reverzná reakcia endotermická, to znamená, že k nej dochádza pri absorpcii tepla. Podľa podmienky sa teplota znižuje, preto sa rovnováha posunie doprava, t.j. smerom k priamej reakcii.

Vplyv koncentrácie na chemickú rovnováhu

Zvýšenie koncentrácie činidiel v súlade s Le Chatelierovým princípom by malo viesť k posunu rovnováhy smerom k reakcii, v dôsledku ktorej sú činidlá spotrebované, t.j. smerom k priamej reakcii.

A naopak, ak sa zníži koncentrácia reaktantov, potom sa rovnováha posunie smerom k reakcii, v dôsledku ktorej sa reaktanty tvoria, t.j. strana reverznej reakcie (←).

Podobný účinok má aj zmena koncentrácie reakčných produktov. Ak sa koncentrácia produktov zvýši, rovnováha sa posunie smerom k reakcii, v dôsledku ktorej sa produkty spotrebúvajú, t.j. smerom k obrátenej reakcii (←). Ak sa naopak koncentrácia produktov zníži, potom sa rovnováha posunie smerom k priamej reakcii (→), takže koncentrácia produktov sa zvýši.

Vplyv tlaku na chemickú rovnováhu

Na rozdiel od teploty a koncentrácie, zmeny tlaku neovplyvňujú rovnovážny stav každej reakcie. Aby zmena tlaku viedla k posunu chemickej rovnováhy, musia byť súčty koeficientov pre plynné látky na ľavej a pravej strane rovnice rozdielne.

Tie. z dvoch reakcií:

zmena tlaku môže ovplyvniť rovnovážny stav len v prípade druhej reakcie. Keďže súčet koeficientov pred vzorcami plynných látok v prípade prvej rovnice vľavo a vpravo je rovnaký (rovná sa 2), a v prípade druhej rovnice je rozdielny (4 na vľavo a 2 vpravo).

Z toho najmä vyplýva, že ak medzi reaktantmi a produktmi nie sú žiadne plynné látky, potom zmena tlaku nijako neovplyvní aktuálny stav rovnováhy. Napríklad tlak neovplyvní rovnovážny stav reakcie:

Ak sa množstvo plynných látok vľavo a vpravo líši, potom zvýšenie tlaku povedie k posunu rovnováhy smerom k reakcii, počas ktorej sa objem plynov znižuje, a zníženie tlaku povedie k posunu rovnováha, v dôsledku čoho sa zväčšuje objem plynov.

Vplyv katalyzátora na chemickú rovnováhu

Pretože katalyzátor rovnako urýchľuje dopredné aj spätné reakcie, jeho prítomnosť alebo neprítomnosť nemá žiadny účinok do rovnovážneho stavu.

Jediné, čo môže katalyzátor ovplyvniť, je rýchlosť prechodu systému z nerovnovážneho stavu do rovnovážneho.

Vplyv všetkých vyššie uvedených faktorov na chemickú rovnováhu je zhrnutý nižšie v cheat sheete, ktorý si môžete spočiatku pozrieť pri vykonávaní úloh rovnováhy. Nebude ho však možné použiť pri skúške, takže po analýze niekoľkých príkladov s jeho pomocou by ste sa ho mali naučiť a precvičiť si riešenie problémov s rovnováhou bez toho, aby ste sa na to pozerali:

Označenia: T - teplota, p - tlak, s – koncentrácia, – zvýšenie, ↓ – zníženie

Katalyzátor

T	T - posuny rovnováhy smerom k endotermickej reakcii
T	↓T - posun rovnováhy smerom k exotermickej reakcii
p	p - rovnováha sa posúva smerom k reakcii s menším súčtom koeficientov pred plynnými látkami
p	↓s - rovnováha sa posúva smerom k reakcii s väčším súčtom koeficientov pred plynnými látkami
c	c (činidlo) – rovnováha sa posúva smerom k priamej reakcii (doprava)
	↓c (činidlo) – rovnováha sa posúva smerom k reverznej reakcii (doľava)
	c (produkt) – rovnováha sa posúva smerom k reverznej reakcii (doľava)
	↓c (produkt) – rovnováha sa posúva smerom k priamej reakcii (doprava)
Neovplyvňuje rovnováhu!!!

Chemická rovnováha v reakcii sa posúva smerom k vytvoreniu reakčného produktu, keď

1) zníženie tlaku

2) zvýšenie teploty

3) pridanie katalyzátora

4) pridanie vodíka

Vysvetlenie.

Pokles tlaku (vonkajší vplyv) povedie k zintenzívneniu procesov zvyšujúcich tlak, čo znamená, že sa rovnováha posunie smerom k väčšiemu počtu plynných častíc (ktoré vytvárajú tlak), t.j. smerom k činidlám.

Keď teplota stúpa (vonkajší vplyv), systém bude mať tendenciu znižovať teplotu, čo znamená, že proces absorbovania tepla sa zintenzívni. rovnováha sa posunie smerom k endotermickej reakcii, t.j. smerom k činidlám.

Pridávanie vodíka (vonkajší vplyv) povedie k zintenzívneniu procesov, ktoré spotrebúvajú vodík, t.j. rovnováha sa posunie smerom k reakčnému produktu

odpoveď: 4

Zdroj: Yandex: Jednotná štátna skúška školiaca práca v chémii. Možnosť 1.

Rovnováha sa posúva smerom k východiskovým látkam, keď

1) zníženie tlaku

2) vykurovanie

3) zavedenie katalyzátora

4) pridanie vodíka

Vysvetlenie.

Le Chatelierov princíp - ak je systém v rovnováhe ovplyvňovaný zvonku zmenou niektorej z podmienok rovnováhy (teplota, tlak, koncentrácia), potom sa v systéme posilňujú procesy zamerané na kompenzáciu vonkajšieho vplyvu.

Katalyzátor neovplyvňuje posun rovnováhy

Pridávanie vodíka (vonkajší vplyv) povedie k zintenzívneniu procesov, ktoré spotrebúvajú vodík, t.j. rovnováha sa posunie smerom k východiskovým látkam

odpoveď: 4

Zdroj: Yandex: Jednotná štátna skúška školiaca práca v chémii. Možnosť 2.

posun chemickej rovnováhy doprava prispeje k

1) zníženie teploty

2) zvýšenie koncentrácie oxidu uhoľnatého (II)

3) zvýšenie tlaku

4) zníženie koncentrácie chlóru

Vysvetlenie.

Je potrebné analyzovať reakciu a zistiť, aké faktory prispejú k posunu rovnováhy doprava. Reakcia je endotermická, vyskytuje sa pri zvyšovaní objemu plynných produktov, je homogénna, vyskytuje sa v plynnej fáze. Podľa Le Chatelierovho princípu systém reaguje na vonkajšiu činnosť. Preto sa rovnováha môže posunúť doprava, ak sa zvýši teplota, zníži sa tlak, zvýši sa koncentrácia východiskových látok alebo sa zníži množstvo reakčných produktov. Po porovnaní týchto parametrov s možnosťami odpovede vyberieme odpoveď č.4.

odpoveď: 4

Posun chemickej rovnováhy v reakcii doľava

prispeje

1) zníženie koncentrácie chlóru

2) zníženie koncentrácie chlorovodíka

3) zvýšenie tlaku

4) zníženie teploty

Vysvetlenie.

Vplyv na systém v rovnováhe je sprevádzaný odporom z jeho strany. Pri znižovaní koncentrácie východiskových látok sa rovnováha posúva smerom k tvorbe týchto látok, t.j. doľava.

Jekaterina Kolobová 15.05.2013 23:04

Odpoveď je nesprávna, je potrebné znížiť teplotu (s poklesom teploty sa rovnováha posunie smerom k exotermickému vývoju)

Alexander Ivanov

Keď sa teplota zníži, rovnováha sa posunie smerom k exotermickému uvoľňovaniu, t.j. doprava.

Takže odpoveď je správna

A. Pri použití katalyzátora nedochádza k posunu chemickej rovnováhy v tomto systéme.

B. So zvyšujúcou sa teplotou sa chemická rovnováha v tomto systéme posunie smerom k východiskovým látkam.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Pri použití katalyzátora nedochádza v tomto systéme k posunu chemickej rovnováhy, pretože Katalyzátor urýchľuje reakcie vpred aj vzad.

Pri zvyšovaní teploty sa chemická rovnováha v tomto systéme posunie smerom k východiskovým látkam, pretože reverzná reakcia je endotermická. Zvýšenie teploty v systéme vedie k zvýšeniu rýchlosti endotermickej reakcie.

odpoveď: 3

sa posunie smerom k opačnej reakcii, ak

1) zvýšenie krvného tlaku

2) pridajte katalyzátor

3) znížiť koncentráciu

4) zvýšte teplotu

Vysvetlenie.

Chemická rovnováha v systéme sa posunie smerom k reverznej reakcii, ak sa rýchlosť reverznej reakcie zvýši. Zdôvodňujeme to takto: reverzná reakcia je exotermická reakcia, ku ktorej dochádza pri znížení objemu plynov. Ak znížite teplotu a zvýšite tlak, rovnováha sa posunie smerom k opačnej reakcii.

odpoveď: 1

Sú nasledujúce úsudky o posune chemickej rovnováhy v systéme správne?

A. So znižovaním teploty sa chemická rovnováha v danom systéme posúva

smerom k reakčným produktom.

B. Keď sa koncentrácia metanolu zníži, rovnováha v systéme sa posunie smerom k reakčným produktom.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Keď teplota klesá, chemická rovnováha v danom systéme sa posúva

voči reakčným produktom je to pravda, pretože priama reakcia je exotermická.

Keď sa koncentrácia metanolu zníži, rovnováha v systéme sa posunie smerom k reakčným produktom, je to pravda, pretože pri znižovaní koncentrácie látky dochádza rýchlejšie k reakcii, v dôsledku ktorej táto látka vzniká

odpoveď: 3

V ktorom systéme nemá zmena tlaku prakticky žiadny vplyv na posun chemickej rovnováhy?

Vysvetlenie.

Aby sa pri zmene tlaku neposunula rovnováha doprava, je potrebné, aby sa tlak v systéme nemenil. Tlak závisí od množstva plynných látok v danom systéme. Vypočítajme objemy plynných látok na ľavej a pravej strane rovnice (pomocou koeficientov).

Toto bude reakcia číslo 3

odpoveď: 3

Sú nasledujúce úsudky o posune chemickej rovnováhy v systéme správne?

A. Keď sa tlak zníži, chemická rovnováha v tomto systéme sa posunie

smerom k reakčnému produktu.

B. So zvyšujúcou sa koncentráciou oxidu uhličitého sa chemická rovnováha systému posunie smerom k reakčnému produktu.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Pridanie oxidu uhličitého (vonkajší vplyv) povedie k zintenzívneniu procesov, ktoré spotrebúvajú oxid uhličitý, t.j. rovnováha sa posunie smerom k činidlám. Vyhlásenie B je nesprávne.

Odpoveď: Obidva výroky sú nesprávne.

odpoveď: 4

Chemická rovnováha v systéme

v dôsledku toho sa posúva smerom k východiskovým látkam

1) zvýšenie koncentrácie vodíka

2) zvýšenie teploty

3) zvýšenie tlaku

4) použitie katalyzátora

Vysvetlenie.

Priama reakcia je exotermická, reverzná reakcia je endotermická, preto so zvyšujúcou sa teplotou sa rovnováha posunie smerom k východiskovým látkam.

odpoveď: 2

Vysvetlenie.

Aby sa rovnováha pri zvýšení tlaku posunula doprava, je potrebné, aby k priamej reakcii došlo s poklesom objemu plynov. Vypočítajme objemy plynných látok. na ľavej a pravej strane rovnice.

Toto bude reakcia číslo 3

odpoveď: 3

Sú nasledujúce úsudky o posune chemickej rovnováhy v systéme správne?

A. So zvyšujúcou sa teplotou sa chemická rovnováha v tomto systéme posunie

smerom k reakčným produktom.

B. Keď sa koncentrácia oxidu uhličitého zníži, rovnováha systému sa posunie smerom k reakčným produktom.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Dopredná reakcia je exotermická, spätná reakcia je endotermická, preto so zvyšujúcou sa teplotou sa rovnováha posunie smerom k spätnej reakcii. (prvé tvrdenie je nepravdivé)

So zvýšením koncentrácie východiskových látok sa rovnováha posunie smerom k priamej reakcii, so zvýšením koncentrácie produktov reakcie sa rovnováha posunie smerom k spätnej reakcii. Keď sa koncentrácia látky zníži, reakcia, v dôsledku ktorej sa táto látka vytvorí, prebieha rýchlejšie. (druhé tvrdenie je pravdivé)

odpoveď: 2

Anton Golyšev

Nie - vysvetlenie je napísané správne, čítajte pozornejšie. S klesajúcou koncentráciou oxidu uhličitého sa rovnováha posunie smerom k reakcii jeho vzniku - smerom k produktom.

Lisa Korovina 04.06.2013 18:36

Zadanie hovorí:

B. S klesajúcou koncentráciou oxidu uhličitého sa rovnováha systému posunie smerom k reakčným produktom... Ako som pochopil, pravou stranou reakcie sú produkty reakcie. Z toho vyplýva, že obe možnosti sú správne!

Alexander Ivanov

Z toho vyplýva, že druhé tvrdenie je pravdivé.

V systéme

K posunu chemickej rovnováhy doľava dôjde, keď

1) zníženie tlaku

2) zníženie teploty

3) zvýšenie koncentrácie kyslíka

4) pridanie katalyzátora

Vysvetlenie.

Vypočítajme množstvo plynných produktov v pravej a ľavej strane reakcie (pomocou koeficientov).

3 a 2. Z toho môžeme vidieť, že ak sa tlak zníži, potom sa rovnováha posunie doľava, pretože systém sa snaží obnoviť rovnováhu v systéme.

odpoveď: 1

V systéme

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie koncentrácie oxidu uhoľnatého (IV)

3) zníženie teploty

4) zvýšenie koncentrácie kyslíka

Vysvetlenie.

Zvýšenie tlaku (vonkajší vplyv) povedie k zintenzívneniu procesov znižujúcich tlak, čo znamená, že sa rovnováha posunie smerom k menšiemu počtu plynných častíc (ktoré vytvárajú tlak), t.j. smerom k reakčným produktom.

Pridanie oxidu uhoľnatého (IV) (vonkajší vplyv) povedie k zintenzívneniu procesov, ktoré spotrebúvajú oxid uhoľnatý (IV), t.j. rovnováha sa posunie smerom k východiskovým látkam

Keď teplota klesne (vonkajší vplyv), systém bude mať tendenciu zvyšovať teplotu, čo znamená, že proces, ktorý uvoľňuje teplo, sa zintenzívňuje. Rovnováha sa posunie smerom k exotermickej reakcii, t.j. smerom k reakčným produktom.

Prídavok kyslíka (vonkajší vplyv) povedie k zvýšeniu procesov, ktoré spotrebúvajú kyslík, t.j. rovnováha sa posunie smerom k reakčným produktom.

odpoveď: 2

A. Keď sa teplota v tomto systéme zvýši, chemická rovnováha sa neposunie,

B. So zvyšujúcou sa koncentráciou vodíka sa rovnováha v systéme posúva smerom k východiskovým látkam.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Podľa Le Chatelierovho pravidla, keďže sa teplo uvoľňuje v priamej reakcii, keď sa zvýši, rovnováha sa posunie doľava; Taktiež, keďže vodík je činidlo, keď sa koncentrácia vodíka zvýši, rovnováha v systéme sa posunie smerom k produktom. Obidve tvrdenia sú teda nesprávne.

odpoveď: 4

V systéme

prispeje k tomu posun v chemickej rovnováhe smerom k tvorbe esteru

1) pridanie metanolu

2) zvýšenie tlaku

3) zvýšenie koncentrácie éteru

4) pridanie hydroxidu sodného

Vysvetlenie.

Pri pridávaní (zvyšovaní koncentrácie) akejkoľvek východiskovej látky sa rovnováha posúva smerom k reakčným produktom.

odpoveď: 1

V ktorom systéme sa pri zvyšovaní tlaku posunie chemická rovnováha smerom k východiskovým látkam?

Vysvetlenie.

Zvýšenie alebo zníženie tlaku môže posunúť rovnováhu iba v procesoch, na ktorých sa zúčastňujú plynné látky a ku ktorým dochádza pri zmene objemu.

Na posunutie rovnováhy smerom k východiskovým látkam so zvyšujúcim sa tlakom sú potrebné podmienky, aby proces prebiehal so zvyšovaním objemu.

Toto je proces 2. (východiskové látky sú 1 objem, reakčné produkty sú 2)

odpoveď: 2

V ktorom systéme zvýšenie koncentrácie vodíka posúva chemickú rovnováhu doľava?

Vysvetlenie.

Ak zvýšenie koncentrácie vodíka posunie chemickú rovnováhu doľava, potom hovoríme o vodíku ako o produkte reakcie. Reakčným produktom je vodík iba v možnosti 3.

odpoveď: 3

V systéme

Posun v chemickej rovnováhe doprava je uľahčený

1) zvýšenie teploty

2) zníženie tlaku

3) zvýšenie koncentrácie chlóru

4) zníženie koncentrácie oxidu sírového (IV)

Vysvetlenie.

Zvýšenie koncentrácie ktorejkoľvek z východiskových látok posúva chemickú rovnováhu doprava.

odpoveď: 3

prispeje k posunu chemickej rovnováhy smerom k východiskovým látkam

1) zníženie tlaku

2) zníženie teploty

3) zvýšenie koncentrácie

4) zníženie koncentrácie

Vysvetlenie.

Táto reakcia prebieha so znížením objemu. Keď tlak klesá, objem sa zvyšuje, preto sa rovnováha posúva smerom k rastúcemu objemu. Pri tejto reakcii smerom k východiskovým látkam, t.j. doľava.

odpoveď: 1

Alexander Ivanov

Ak znížite koncentráciu SO3, rovnováha sa posunie smerom k reakcii, ktorá zvyšuje koncentráciu SO3, teda doprava (smerom k reakčnému produktu)

Chemická rovnováha v systéme

posunie doprava, keď

1) zvýšenie tlaku

2) zníženie teploty

3) zvýšenie koncentrácie

4) zvýšenie teploty

Vysvetlenie.

So zvýšením tlaku, znížením teploty alebo zvýšením koncentrácie sa rovnováha podľa Le Chatelierovho pravidla posunie doľava, až so zvýšením teploty sa rovnováha posunie doprava.

odpoveď: 4

O stave chemickej rovnováhy v systéme

neovplyvňuje

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie koncentrácie

3) zvýšenie teploty

4) zníženie teploty

Vysvetlenie.

Keďže ide o homogénnu reakciu, ktorá nie je sprevádzaná zmenou objemu, zvýšenie tlaku neovplyvňuje stav chemickej rovnováhy v tomto systéme.

odpoveď: 1

V ktorom systéme sa pri zvyšovaní tlaku posunie chemická rovnováha smerom k východiskovým látkam?

Vysvetlenie.

Podľa Le Chatelierovho pravidla sa so zvyšujúcim sa tlakom chemická rovnováha posunie smerom k východiskovým látkam v homogénnej reakcii sprevádzanej zvýšením počtu mólov plynných produktov. Takáto reakcia je len jedna – číslo dva.

odpoveď: 2

O stave chemickej rovnováhy v systéme

neovplyvňuje

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie koncentrácie

3) zvýšenie teploty

4) zníženie teploty

Vysvetlenie.

Zmeny teploty a koncentrácie látok ovplyvnia stav chemickej rovnováhy. V tomto prípade je množstvo plynných látok vľavo a vpravo rovnaké, takže aj keď reakcia prebieha za účasti plynných látok, zvýšenie tlaku neovplyvní stav chemickej rovnováhy.

odpoveď: 1

Chemická rovnováha v systéme

posunie doprava, keď

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie koncentrácie

3) zníženie teploty

4) zvýšenie teploty

Vysvetlenie.

Keďže nejde o homogénnu reakciu, zmena tlaku ju neovplyvní, zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého posunie rovnováhu doľava. Keďže teplo je absorbované v priamej reakcii, jeho zvýšenie povedie k posunu rovnováhy doprava.

odpoveď: 4

V ktorom systéme nemá zmena tlaku prakticky žiadny vplyv na posun chemickej rovnováhy?

Vysvetlenie.

V prípade homogénnych reakcií nemá zmena tlaku prakticky žiadny vplyv na posun chemickej rovnováhy v systémoch, v ktorých počas reakcie nedochádza k zmene počtu mólov plynných látok. V tomto prípade ide o reakciu číslo 3.

odpoveď: 3

V systéme bude uľahčený posun chemickej rovnováhy smerom k východiskovým látkam

1) zníženie tlaku

2) zníženie teploty

3) zníženie koncentrácie

4) zvýšenie koncentrácie

Vysvetlenie.

Keďže táto reakcia je homogénna a je sprevádzaná poklesom počtu mólov plynných látok, pri znižovaní tlaku sa rovnováha v tomto systéme posunie doľava.

odpoveď: 1

Sú nasledujúce úsudky o posune chemickej rovnováhy v systéme správne?

A. Keď sa tlak zvýši, chemická rovnováha sa posunie smerom k reakčnému produktu.

B. Keď teplota klesne, chemická rovnováha v tomto systéme sa posunie smerom k reakčnému produktu.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Keďže ide o homogénnu reakciu sprevádzanú poklesom počtu mólov plynov, so zvyšujúcim sa tlakom sa chemická rovnováha posúva smerom k reakčnému produktu. Navyše, keď dôjde k priamej reakcii, uvoľní sa teplo, takže keď teplota klesne, chemická rovnováha v tomto systéme sa posunie smerom k reakčnému produktu. Oba rozsudky sú správne.

odpoveď: 3

V systéme

posun v chemickej rovnováhe doprava nastane, keď

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie teploty

3) zvýšenie koncentrácie oxidu sírového (VI)

4) pridanie katalyzátora

Vysvetlenie.

Množstvo plynných látok v tomto systéme vľavo je väčšie ako vpravo, to znamená, že keď dôjde k priamej reakcii, tlak sa zníži, takže zvýšenie tlaku spôsobí posun v chemickej rovnováhe doprava.

odpoveď: 1

Sú nasledujúce úsudky o posune chemickej rovnováhy v systéme správne?

A. So zvyšujúcou sa teplotou sa chemická rovnováha v tomto systéme posunie smerom k východiskovým látkam.

B. So zvýšením koncentrácie oxidu dusnatého (II) sa rovnováha systému posunie smerom k východiskovým látkam.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Keďže sa v tomto systéme uvoľňuje teplo, podľa Le Chatelierovho pravidla, so zvyšujúcou sa teplotou sa chemická rovnováha v tomto systéme skutočne posunie smerom k východiskovým látkam. Keďže oxid dusnatý (II) je reaktant, pri zvyšovaní jeho koncentrácie sa rovnováha posunie smerom k produktom.

odpoveď: 1

Sú nasledujúce úsudky o posune chemickej rovnováhy v systéme správne?

A. Keď teplota klesá, chemická rovnováha v tomto systéme sa posunie smerom k reakčným produktom.

B. Keď sa koncentrácia oxidu uhoľnatého zníži, rovnováha systému sa posunie smerom k reakčným produktom.

1) iba A je správne

2) iba B je správne

3) oba rozsudky sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

Vysvetlenie.

Pri tejto reakcii sa uvoľňuje teplo, takže pri znižovaní teploty sa chemická rovnováha v tomto systéme skutočne posunie smerom k reakčným produktom. Keďže oxid uhoľnatý je činidlo, zníženie jeho koncentrácie spôsobí posun v rovnováhe smerom k jeho tvorbe – teda k činidlám.

odpoveď: 1

V systéme

posun v chemickej rovnováhe doprava nastane, keď

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie teploty

3) zvýšenie koncentrácie oxidu sírového (VI)

4) pridanie katalyzátora

Vysvetlenie.

Pri tejto homogénnej reakcii sa počet mólov plynných látok znižuje, takže so zvyšujúcim sa tlakom dôjde k posunu chemickej rovnováhy doprava.

odpoveď: 1

Chemická rovnováha v systéme

posunie doprava, keď

1) zvýšenie tlaku

2) zvýšenie koncentrácie

3) zníženie teploty

4) zvýšenie teploty

Vysvetlenie.

So zvyšujúcim sa tlakom, zvyšujúcou sa koncentráciou alebo klesajúcou teplotou sa bude rovnováha posúvať smerom k poklesu týchto účinkov – teda doľava. A keďže je reakcia endotermická, len so zvyšujúcou sa teplotou sa rovnováha posunie doprava.

odpoveď: 4

Keď sa tlak zvýši, výťažok produktu (produktov) pri reverzibilnej reakcii sa zníži

1) N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

2) C2H4 (g) + H20 (g) C2H5OH (g)

3) C (tv) + CO2 (g) 2CO (g)

4) 3Fe (tv) + 4H20 (g) Fe304 (tv) + 4H2 (g)

Vysvetlenie.

Podľa Le Chatelierovho princípu, ak je systém v stave chemickej rovnováhy ovplyvnený zvonku zmenou niektorej z podmienok rovnováhy (teplota, tlak, koncentrácia), potom sa rovnováha v systéme posunie v smere, ktorý znižuje vplyv .

Tu musíme nájsť reakciu, pri ktorej sa rovnováha posunie doľava, keď sa tlak zvýši. Pri tejto reakcii musí byť počet mólov plynných látok vpravo väčší ako vľavo. Toto je reakcia číslo 3.

odpoveď: 3

posúva smerom k reakčným produktom, keď

1) zníženie teploty

2) zníženie tlaku

3) s použitím katalyzátora

4) zvýšenie teploty

Vysvetlenie.

Rovnováha endotermickej reakcie sa bude s rastúcou teplotou posúvať doprava.

odpoveď: 4

Zdroj: Jednotná štátna skúška z chémie 6.10.2013. Hlavná vlna. Ďaleký východ. Možnosť 2.

ROVNICE REAKCIE

2) k východiskovým látkam

3) sa prakticky nehýbe

A	B	IN	G

Vysvetlenie.

A) 1) smerom k reakčným produktom

Odpoveď: 1131

Vytvorte súlad medzi rovnicou chemickej reakcie a smerom posunu chemickej rovnováhy so zvyšujúcim sa tlakom v systéme:

ROVNICE REAKCIE

SMER POSUNU CHEMICKEJ ROVNOVÁHY

1) smerom k reakčným produktom

2) k východiskovým látkam

3) sa prakticky nehýbe

Zapíšte si čísla vo svojej odpovedi a zoraďte ich v poradí zodpovedajúcom písmenám:

A	B	IN	G

Vysvetlenie.

Keď sa tlak zvýši, rovnováha sa posunie smerom k menšiemu počtu plynov.

A) - smerom k reakčným produktom (1)

B) - smerom k reakčným produktom (1)

B) - k východiskovým látkam (2)

D) - smerom k reakčným produktom (1)

Odpoveď: 1121

Vytvorte súlad medzi rovnicou chemickej reakcie a smerom posunu chemickej rovnováhy so zvyšujúcim sa tlakom v systéme:

ROVNICE REAKCIE

SMER POSUNU CHEMICKEJ ROVNOVÁHY

1) smerom k reakčným produktom

2) k východiskovým látkam

3) sa prakticky nehýbe

Zapíšte si čísla vo svojej odpovedi a zoraďte ich v poradí zodpovedajúcom písmenám:

A	B	IN	G

Vysvetlenie.

So zvyšujúcim sa tlakom sa rovnováha posunie smerom k reakcii s menej plynnými látkami.

B) 2) k východiskovým látkam

B) 3) sa prakticky nehýbe

D) 1) smerom k reakčným produktom

Odpoveď: 2231

Vytvorte súlad medzi rovnicou chemickej reakcie a smerom posunu chemickej rovnováhy so zvyšujúcim sa tlakom v systéme:

ROVNICE REAKCIE

SMER POSUNU CHEMICKEJ ROVNOVÁHY

1) smerom k reakčným produktom

2) k východiskovým látkam

3) sa prakticky nehýbe

Zapíšte si čísla vo svojej odpovedi a zoraďte ich v poradí zodpovedajúcom písmenám:

A	B	IN	G

Vysvetlenie.

So zvyšujúcim sa tlakom sa rovnováha posunie smerom k reakcii s menej plynnými látkami.

A) 2) smerom k východiskovým látkam

B) 1) smerom k reakčným produktom

B) 3) sa prakticky nehýbe

D) 2) smerom k východiskovým látkam

Odpoveď: 2132

Vytvorte súlad medzi rovnicou chemickej reakcie a smerom posunu chemickej rovnováhy, keď tlak v systéme klesá:

ROVNICE REAKCIE

SMER POSUNU CHEMICKEJ ROVNOVÁHY

1) smerom k reakčným produktom

2) k východiskovým látkam

3) sa prakticky nehýbe

Zapíšte si čísla vo svojej odpovedi a zoraďte ich v poradí zodpovedajúcom písmenám:

A	B	IN	G

Na určenie závislosti K 0 z teploty v diferenciálnom tvare, použijeme Gibbs-Helmholtzovu rovnicu (III, 41)

a rovnica (V, 11)

Kombináciou vyššie uvedených rovníc dostaneme

alebo (V, 12)

Rovnica (V, 12) sa nazýva Van't Hoffova rovnica resp reakčná izobarová rovnica(proces sa vykonáva pri P = konšt).

Pre malý teplotný rozsah T 1 T 2, tepelný účinok reakcie možno považovať za konštantný. Po integrácii, berúc do úvahy uskutočnený predpoklad, dostane rovnica (V, 12) tvar

(V, 13)

Výraz (V, 13) umožňuje vypočítať rovnovážnu konštantu pri jednej z teplôt, ak je známa jej hodnota pri inej teplote, ako aj tepelný účinok reakcie.

Pri neurčitej integrácii rovnice (V, 12) dostaneme

(V, 14)

Kde IN- integračná konštanta.

Podľa rovnice (V, 14) závislosť ln K 0 z inverznej teploty je vyjadrená priamkou, ktorej sklon sa rovná .

Tento spôsob výpočtu tepelného efektu sa zvyčajne používa, ak je jeho priame určenie (alebo výpočet pomocou Hessovho zákona) náročné, napríklad v prípadoch, keď k reakcii dochádza len pri vysokých teplotách.

Podľa rovnice (V.14) je vplyv teploty na rovnovážnu konštantu určený znamienkom tepelného účinku.

Ak D H 0 > 0 (endotermický proces), potom v súradniciach ln K 0 – dotyčnica sklonu priamky bude mať zápornú hodnotu (sklon je tupý), preto so zvyšujúcou sa teplotou bude konštanta rásť, t.j. chemická rovnováha sa posúva smerom k reakčným produktom (pozri obr. 19).

Ryža. 19. Závislosť logaritmu rovnovážnej konštanty endotermickej reakcie od inverznej teploty (D H 0 > 0).

V D H 0 < 0 (экзотермическая реакция) тангенс угла наклона прямой будет иметь положительное значение (угол наклона - острый). С повышением температуры константа равновесия будет уменьшаться и химическое равновесие смещается в сторону исходных веществ (смотри рис.20).

Ryža. 20. Závislosť logaritmu rovnovážnej konštanty exotermickej reakcie od inverznej teploty (D H 0 < 0)

§ 7. Le Chatelier-Brown princíp

Systém vyvedený z rovnováhy sa opäť vráti do rovnovážneho stavu. Le Chatelier a Brown navrhli jednoduchý princíp, ktorý možno použiť na predpovedanie, ktorým smerom bude systém reagovať na poruchu, ktorá ho vyvedie z rovnováhy.

Le Chatelier formuloval tento princíp takto:

„Každý rovnovážny systém podstúpi v dôsledku zmeny jedného z faktorov, ktoré riadia rovnováhu, kompenzačnú zmenu v takom smere, že ak by táto zmena bola jediná, spôsobila by zmenu príslušného faktora v opačnom smere. smer.”

Ako príklad zvážte rovnováhu

N 2 + 3H 2 « 2 N.H. 3

V tejto reakcii, keď sa reaktanty premieňajú na produkty, počet mólov klesá, čo vedie k zníženiu tlaku pri stálej teplote. Ak sa v takomto systéme, ktorý je v rovnovážnom stave, náhle zvýši tlak, systém zareaguje na túto poruchu produkciou väčšieho množstva N.H. 3, čo spôsobí pokles tlaku. Kompenzačná zmena v systéme nastane v smere opačnom k poruche. Nový rovnovážny stav bude charakterizovaný väčším obsahom N.H. 3. Reakcia syntézy amoniaku je exotermická. V dôsledku toho, ak sa do systému dodáva teplo, potom sa rovnováha posunie smerom k tvorbe východiskových látok a obsahu N.H. 3 v rovnovážnej zmesi sa zníži.

(Všimnite si, že sme už diskutovali o povahe vplyvu tlaku a teploty na rovnováhu (pozri §§ 4 a 6, kapitola V). Vzory identifikované Le Chatelierom a Brownom nám umožnili vyvodiť zovšeobecnený záver týkajúci sa všetkých možných faktorov, ktoré majú rušivý vplyv na rovnovážny systém vo forme princípu, ktorý sformulovali).

Páčil sa vám článok? Zdieľaj to

Vytlačte si tento článok