На стан хімічної рівноваги впливає. Рівновага хімічна і не тільки

Хімічна рівновага, що відповідає рівності швидкостей прямої та зворотної реакцій ( = ) і мінімальному значенню енергії Гіббса (G G р, т = 0), є найбільш стійким станом системи за заданих умов і залишається незмінним доти, доки зберігаються постійними параметри, за яких рівновага встановилася.

При зміні умов рівновага порушується та зміщується у бік прямої чи зворотної реакції. Зміщення рівноваги пов'язане з тим, що зовнішній вплив різною мірою змінює швидкість двох взаємно протилежних процесів. Невдовзі система знову стає рівноважною, тобто. вона переходить із одного рівноважного стану до іншого. Нова рівновага характеризується новою рівністю швидкостей прямої та зворотної реакцій та новими рівноважними концентраціями всіх речовин у системі.

Напрямок зміщення рівноваги в загальному випадкувизначається принципом Ле Шательє: якщо на систему, яка перебуває у стані стійкої рівноваги, надати зовнішнє вплив, то зміщення рівноваги відбувається у бік процесу, що послаблює ефект зовнішнього впливу.

Усунення рівноваги може бути викликано зміною температури, концентрації (тиску) одного з реагентів.

Температура – параметр, від якого залежить величина константи рівноваги хімічної реакції. Питання усунення рівноваги при зміні температури залежно від умов використання реакції вирішується шляхом використання рівняння ізобари (1.90) - =

1. Для ізотермічного процесу ∆ r Н 0 (т)< 0, в правой части выражения (1.90) R >0, T > 0, отже перша похідна логарифма константи рівноваги за температурою негативна< 0, т.е. ln Kp (и сама константа Кр) являются убывающими функциями температуры. При увеличении температуры константа химического равновесия (Кр) уменьшается и что согласно закону действующих масс (2.27), (2.28)соответствует смещению химического равновесия в сторону обратной (эндотермической) реакции. Именно в этом проявляется противодействие системы оказанному воздействию.

2. Для ендотермічного процесу ∆ r Н 0 (т) > 0 похідна логарифма константи рівноваги за температурою позитивна ( > 0), тема ln Kp і Кр є зростаючими функціями температури, тобто. відповідно до закону діючих мас зі збільшенням температури рівновага зміщується у бік прямої (ендотермічної реакції). Однак треба пам'ятати, що швидкість як ізотермічного так і ендотермічного процесів при підвищенні температури зростає, а при зниженні знижується, але зміна швидкостей і при зміні температури неоднаково, тому, варіюючи температуру, можна зміщувати рівноваги в заданому напрямку. Зміщення рівноваги може бути викликано зміною концентрації одного з компонентів: додаванням речовини до рівноважної системи або виведенням із системи.

За принципом Ле Шательє за зміни концентрації однієї з учасників реакції рівновагу зміщується убік компенсуючу зміна, тобто. зі збільшенням концентрації однієї з вихідних речовин – у правий бік, а зі збільшенням концентрації одне з продуктів реакції – в ліву. Якщо у оборотній реакції беруть участь газоподібні речовини, то при зміні тиску однаково і одночасно змінюються всі їх концентрації. Змінюються і швидкості процесів, отже, може статися і зміщення хімічної рівноваги. Так, наприклад, зі збільшенням тиску (порівняно з рівноважним) на систему СаСО 3(К) СО (к) + СО 2(г) зростає швидкість зворотної реакції = що призведе до зміщення рівноваги в ліву сторону. При зниженні тиску тугіше систему швидкість зворотної реакції зменшується, і рівновага зміщується в праву сторону. При збільшенні тиску систему 2HCl H 2 +Cl 2 , що у стані рівноваги, зміщення рівноваги не відбудеться, т.к. обидві швидкості і зростуть однаково.

Для системи 4HCl + О 2 2Cl 2 + 2Н 2 О (г) збільшення тиску призведе до збільшення швидкості прямої реакції та зміщення рівноваги вправо.

І так, відповідно до принципу Ле Шательє при підвищенні тиску рівновага зміщується у бік утворення меншої кількості молей газоподібних речовину газовій суміші та відповідно у бік зменшення тиску в системі.

І навпаки, при зовнішньому впливі, що викликає зниження тиску, рівновага зміщується у бік освіти більшої кількостімолей газоподібних речовин, що викличе збільшення тиску в системі та протидіятиме виробленому впливу.

Принцип Ле Шательє має велике практичного значення. На його основі можна підібрати такі умови здійснення хімічної взаємодії, що забезпечить максимальний вихід продуктів реакції.

Хімічне рівновагу реакції зміщується у бік утворення продукту реакції при

1) зниження тиску

2) підвищення температури

3) додавання каталізатора

4) додаванні водню

Пояснення.

Зниження тиск (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів збільшують тиск, отже, рівновага зміститься убік більшої кількості газоподібних частинок (які створюють тиск), тобто. у бік реагентів.

При підвищенні температури (зовнішній вплив) система прагнутиме знизити температуру, отже, посилюється процес, що поглинає тепло. рівновага зміститься у бік ендотермічної реакції, тобто. у бік реагентів.

Додавання водню (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів витрачають водень, тобто. рівновага зміститься у бік продукту реакції

Відповідь: 4

Джерело: Яндекс: Тренувальна робота ЄДІз хімії. Варіант 1.

Рівнавага зміщується у бік вихідних речовин при

1) зменшення тиску

2) нагрівання

3) введення каталізатора

4) додаванні водню

Пояснення.

Принцип Ле Шательє - якщо систему, що у рівновазі, впливати ззовні, змінюючи якесь з умов рівноваги (температура, тиск, концентрація), то системі посилюються процеси, створені задля компенсацію зовнішнього впливу.

Каталізатор не впливає на усунення рівноваги

Додавання водню (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів витрачають водень, тобто. рівновага зміститься у бік вихідних речовин

Відповідь: 4

Джерело: Яндекс: Тренувальна робота ЄДІ з хімії. Варіант 2.

зміщення хімічної рівноваги вправо сприятиме

1) зменшення температури

2) збільшення концентрації оксиду вуглецю (ІІ)

3) збільшення тиску

4) зменшення концентрації хлору

Пояснення.

Необхідно проаналізувати реакцію та з'ясувати, які фактори сприятимуть зміщенню рівноваги вправо. Реакція ендотермічна, що йде зі збільшенням обсягів газоподібних продуктів, гомогенна, що протікає в газовій фазі. За принципом Ле Шательє на зовнішню дію система протидіє. Тому змістити рівновагу вправо можна, якщо збільшити температуру, зменшити тиск, збільшити концентрацію вихідних речовин або зменшити кількість продуктів реакції. Зіставивши ці параметри з варіантами відповідей, вибираємо відповідь №4.

Відповідь: 4

Зміщення хімічної рівноваги вліво у реакції

буде сприяти

1) зменшення концентрації хлору

2) зменшення концентрації хлороводню

3) збільшення тиску

4) зменшення температури

Пояснення.

Вплив на систему, що знаходиться в рівновазі, супроводжується протидією з її боку. При зменшення концентрації вихідних речовин рівновага зміщується у бік утворення цих речовин, тобто. ліворуч.

Катерина Колобова 15.05.2013 23:04

Відповідь неправильна.. Необхідно зменшити температуру (при зменшенні температури рівновага зміститься у бік екзотермічного виділення)

Олександр Іванов

При зменшенні температури рівновага зміститься у бік екзотермічного виділення, тобто. праворуч.

Отже, відповідь вірна

А. При використанні каталізатора усунення хімічної рівноваги в даній системі не відбувається.

Б. При збільшенні температури хімічна рівновагау цій системі зміститься у бік вихідних речовин.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

З використанням каталізатора усунення хімічного рівноваги у цій системі немає, т.к. каталізатор прискорює і пряму та зворотну реакцію.

При збільшенні температури хімічна рівновага у цій системі зміститься у бік вихідних речовин, т.к. зворотна ендотермічна реакція. Підвищення температури у системі призводить до збільшення швидкості ендотермічної реакції.

Відповідь: 3

зміститься у бік зворотної реакції, якщо

1) підвищити тиск

2) додати каталізатор

3) зменшити концентрацію

4) підвищити температуру

Пояснення.

Хімічне рівновагу у системі зміститься у бік зворотної реакції, якщо збільшити швидкість зворотної реакції. Розмірковуємо наступним чином: зворотна реакція це екзотермічна реакція, що йде із зменшенням обсягу газів. Якщо зменшити температуру і підвищити тиск, рівновага зміститься у бік зворотної реакції.

Відповідь: 1

Чи вірні такі міркування про усунення хімічної рівноваги в системі

А. При зниженні температури хімічна рівновага в даній системі зміщується

у бік продуктів реакції.

Б. При зменшенні концентрації метанолу рівновага у системі зміщується у бік продуктів реакції.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

При зниженні температури хімічна рівновага у цій системі зміщується

у бік продуктів реакції це правильно, т.к. пряма екзотермічна реакція.

При зменшенні концентрації метанолу рівновагу системі зміщується у бік продуктів реакції, це правильно т.к. при зменшенні концентрації будь-якої речовини швидше йдета реакція, внаслідок якої ця речовина утворюється

Відповідь: 3

У якій системі зміна тиску практично не впливає на усунення хімічної рівноваги

Пояснення.

Щоб при зміні тиску рівновага не змістилася вправо, необхідно, щоб тиск у системі не змінювався. Тиск залежить від кількості газоподібних речовин у цій системі. Порахуємо обсяги газоподібних речовин у лівій та правій частинах рівняння (за коефіцієнтами).

Це буде реакція №3

Відповідь: 3

Чи вірні такі міркування про усунення хімічної рівноваги в системі

А. При зниженні тиску хімічна рівновага у цій системі зміститься

у бік продукту реакції.

Б. При збільшенні концентрації вуглекислого газу хімічна рівновага системи зміститься у бік продукту реакції.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

Додавання вуглекислого газу (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів витрачають вуглекислий газ, тобто рівновага зміститься у бік реагентів. Твердження Б неправильне.

Відповідь: обидві судження неправильні.

Відповідь: 4

Хімічне рівновагу у системі

зміщується у бік вихідних речовин у результаті

1) збільшення концентрації водню

2) підвищення температури

3) підвищення тиску

4) використання каталізатора

Пояснення.

Пряма реакція екзотермічна, зворотна-ендотермічна, тому при збільшенні температури рівновага зміститься у бік вихідних речовин.

Відповідь: 2

Пояснення.

Щоб при підвищенні тиску рівновага змістилася праворуч, необхідно, щоб пряма реакція йшла зі зменшенням обсягів газів. Порахуємо обсяги газоподібних речовин. у лівій та правій частинах рівняння.

Це буде реакція №3

Відповідь: 3

Чи вірні такі міркування про усунення хімічної рівноваги в системі

А. При збільшенні температури хімічна рівновага в даній системі зміститься

у бік продуктів реакції.

Б. При зменшенні концентрації вуглекислого газу рівновага системи зміститься у бік продуктів реакції.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

Пряма реакція екзотермічна, зворотна-ендотермічна, тому при збільшенні температури рівновага зміститься у бік зворотної реакції. (перше твердження хибно)

При збільшенні концентрації вихідних речовин рівновага зміститься у бік прямої реакції, зі збільшенням концентрації продуктів реакції рівновага зміститься у бік зворотної реакції. При зменшенні концентрації будь-якої речовини швидше йде та реакція, внаслідок якої ця речовина утворюється. (друге твердження вірне)

Відповідь: 2

Антон Голишев

Ні - пояснення написано правильно, читайте уважніше. При зменшенні концентрації вуглекислого газу рівновага зрушить у бік реакції його утворення - у бік продуктів.

Ліза Коровіна 04.06.2013 18:36

У завданні пишуть:

Б. При зменшенні концентрації вуглекислого газу рівновага системи зміститься у бік продуктів реакції... Я розумію, що правий бік реакції - це і є продукти реакції. Звідси випливає - обидва варіанти вірні!

Олександр Іванов

Звідси випливає, що друге твердження вірне.

В системі

Зміщення хімічної рівноваги вліво відбудеться при

1) зниження тиску

2) зниження температури

3) збільшення концентрації кисню

4) додавання каталізатора

Пояснення.

Порахуємо кількість газоподібних продуктів у правій та лівій частинах реакції (за коефіцієнтами).

3 і 2. Звідси видно, що й тиск знизити, то рівновагу зміститься вліво, т.к. система прагне відновити рівновагу у системі.

Відповідь: 1

В системі

1) збільшення тиску

2) збільшення концентрації оксиду вуглецю (IV)

3) зменшення температури

4) збільшення концентрації кисню

Пояснення.

Збільшення тиск (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів зменшують тиск, отже, рівновага зміститься убік меншої кількості газоподібних частинок (які створюють тиск), тобто. у бік продуктів реакції.

Додавання оксиду вуглецю (IV) (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів витрачають оксид вуглецю (IV), тобто. рівновага зміститься у бік вихідних речовин

При зниженні температури (зовнішнє вплив) система прагнутиме підвищити температуру, отже, посилюється процес виділяє тепло. Рівнавага зміститься у бік екзотермічної реакції, тобто. у бік продуктів реакції.

Додавання кисню (зовнішнє вплив) призведе до посилення процесів витрачають кисень, тобто. рівновага зміститься у бік продуктів реакції.

Відповідь: 2

А. При збільшенні температури в даній системі зміщення хімічної рівноваги не відбувається,

Б. При збільшенні концентрації водню рівновагу у системі зміщується у бік вихідних речовин.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

За правилом Ле-Шательє, оскільки теплота у прямій реакції виділяється, то при її збільшенні рівновага зміститься вліво; також оскільки водень - реагент, то зі збільшенням концентрації водню рівновагу у системі зміщується у бік продуктів. Таким чином, обидва твердження неправильні.

Відповідь: 4

В системі

зміщення хімічної рівноваги у бік утворення складного ефіру сприятиме

1) додавання метанолу

2) підвищення тиску

3) підвищення концентрації ефіру

4) додавання гідроксиду натрію

Пояснення.

При додаванні (збільшенні концентрації) будь-якої вихідної речовини рівновага зміщується у бік продуктів реакції.

Відповідь: 1

У якій системі у разі підвищення тиску хімічна рівновага зміститься у бік вихідних речовин?

Пояснення.

Підвищення або зниження тиску можна змістити рівновагу тільки в процесах, в яких беруть участь газоподібні речовини, і які йдуть зі зміною обсягів.

Для зміщення рівноваги у бік вихідних речовин у разі підвищення тиску необхідні умови, щоб процес протікав зі збільшенням обсягу.

Це процес 2. (Вихідні речовини 1 об'ємів, продукти реакції - 2)

Відповідь: 2

У якій системі збільшення концентрації водню зміщує хімічну рівновагу вліво?

Пояснення.

Якщо збільшення концентрації водню зміщує хімічну рівновагу вліво, то мова йдепро водень як продукт реакції. Продуктом реакції водень є лише варіанті 3.

Відповідь: 3

В системі

Зміщення хімічної рівноваги вправо сприяє

1) підвищення температури

2) зменшення тиску

3) збільшення концентрації хлору

4) зменшення концентрації оксиду сірки (ІV)

Пояснення.

Збільшення концентрації будь-якої вихідної речовини зміщує хімічну рівновагу вправо.

Відповідь: 3

зміщення хімічної рівноваги у бік вихідних речовин сприятиме

1) зменшення тиску

2) зменшення температури

3) збільшення концентрації

4) зменшення концентрації

Пояснення.

Ця реакція протікає зі зменшенням обсягу. При зменшенні тиску обсяг збільшується, отже, рівновага зміщується у бік збільшення обсягу. У цій реакції у бік вихідних речовин, тобто. ліворуч.

Відповідь: 1

Олександр Іванов

Якщо зменшувати концентрацію SO 3 то рівновагу зміститься в бік реакції, що збільшує концентрацію SO 3 тобто вправо (у бік продукту реакції)

Хімічне рівновагу у системі

зміщується вправо при

1) підвищення тиску

2) зниження температури

3) підвищення концентрації

4) підвищення температури

Пояснення.

При підвищенні тиску, зниженні температури або підвищенні концентрації рівновага, за правилом Ле-Шательє зміститься вліво, тільки при підвищенні температури рівновага зміститься вправо.

Відповідь: 4

На стан хімічної рівноваги в системі

не впливає

1) збільшення тиску

2) збільшення концентрації

3) підвищення температури

4) зменшення температури

Пояснення.

Оскільки це гомогенна реакція, що не супроводжується зміною обсягу, то збільшення тиску на стан хімічної рівноваги в цій системі не впливає.

Відповідь: 1

У якій системі у разі підвищення тиску хімічна рівновага зміститься у бік вихідних речовин?

Пояснення.

За правилом Ле-Шательє, при підвищенні тиску хімічна рівновага зміститься у бік вихідних речовин у гомогенній реакції, що супроводжується збільшенням кількості моль газоподібних продуктів. Така реакція лише одна – номер два.

Відповідь: 2

На стан хімічної рівноваги у системі

не впливає

1) збільшення тиску

2) збільшення концентрації

3) підвищення температури

4) зменшення температури

Пояснення.

Зміна температури та концентрації речовин впливатиме на стан хімічної рівноваги. При цьому кількість газоподібних речовин ліворуч і праворуч однакова, тому навіть не дивлячись на те, що реакція йде за участю газоподібних речовин, збільшення тиску не вплине на стан хімічної рівноваги.

Відповідь: 1

Хімічне рівновагу у системі

зміщується вправо при

1) підвищення тиску

2) підвищення концентрації

3) зниження температури

4) підвищення температури

Пояснення.

Оскільки це не гомогенна реакція, зміна тиску не впливатиме на неї, збільшення концентрації вуглекислого газу змістить рівновагу вліво. Оскільки в прямій реакції теплота поглинається, її підвищення призведе до зміщення рівноваги вправо.

Відповідь: 4

У якій системі зміна тиску мало впливає зміщення хімічного рівноваги?

Пояснення.

У разі гомогенних реакцій зміна тиску практично не впливає на усунення хімічної рівноваги в системах, в яких не відбувається зміни кількості моль газоподібних речовин при реакції. У разі це реакція номер 3.

Відповідь: 3

У системі зміщення хімічної рівноваги у бік вихідних речовин сприятиме

1) зменшення тиску

2) зменшення температури

3) зменшення концентрації

4) збільшення концентрації

Пояснення.

Оскільки дана реакція гомогенна і супроводжується зменшенням кількості моль газоподібних речовин, при зменшенні тиску рівновага в даній системі зміститься вліво.

Відповідь: 1

Чи вірні такі міркування про зміщення хімічної рівноваги у системі?

А. У разі підвищення тиску хімічна рівновага зміщується у бік продукту реакції.

Б. При зниженні температури хімічна рівновага у цій системі зміститься у бік продукту рекції.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

Оскільки це гомогенна реакція, що супроводжується зменшенням кількості моль газів, то при підвищенні тиску хімічна рівновага зміщується у бік продукту реакції. Крім того, при проходженні прямої реакції виділяється тепло, тому при зниженні температури хімічна рівновага в даній системі зміститься у бік продукту рекції. Вірні обидва судження.

Відповідь: 3

В системі

усунення хімічної рівноваги вправо відбудеться при

1) підвищення тиску

2) підвищення температури

3) збільшення концентрації оксиду сірки (VI)

4) додавання каталізатора

Пояснення.

Кількість газоподібних речовин у цій системі зліва більше ніж праворуч, тобто при протіканні прямої реакції відбувається зменшення тиску, тому підвищення тиску викликає зміщення хімічної рівноваги вправо.

Відповідь: 1

Чи вірні такі міркування про зміщення хімічної рівноваги у системі?

А. При підвищенні температури хімічна рівновага у цій системі зміститься у бік вихідних речовин.

Б. При збільшенні концентрації оксиду азоту (II) рівновага системи зміститься у бік вихідних речовин.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

Оскільки в цій системі теплота виділяється, то за правилом Ле-Шательє, при підвищенні температури хімічна рівновага в цій системі дійсно зміститься у бік вихідних речовин. Оскільки оксиду азоту (II) - реагент, то зі збільшенням його концентрації рівновага зміститься у бік продуктів.

Відповідь: 1

Чи вірні такі міркування про усунення хімічної рівноваги в системі

А. При зменшенні температури хімічна рівновага у цій системі зміститься у бік продуктів реакції.

Б. При зменшенні концентрації чадного газу рівновага системи зміститься у бік продуктів реакції.

1) вірно лише А

2) вірно лише Б

3) вірні обидва судження

4) обидві судження невірні

Пояснення.

У цій реакції теплота виділяється, тому при зменшенні температури хімічна рівновага в цій системі дійсно зміститься у бік продуктів реакції. Оскільки чадний газ - реагент, то зменшення його концентрації викличе усунення рівноваги у бік його утворення - тобто у бік реагентів.

Відповідь: 1

В системі

усунення хімічної рівноваги вправо відбудеться при

1) підвищення тиску

2) підвищення температури

3) збільшення концентрації оксиду сірки (VI)

4) додавання каталізатора

Пояснення.

У цій гомогенній реакції відбувається зменшення кількості моль газоподібних речовин, тому зміщення хімічної рівноваги вправо відбудеться при підвищенні тиску.

Відповідь: 1

Хімічне рівновагу у системі

зміщується вправо при

1) підвищення тиску

2) підвищення концентрації

3) зниження температури

4) підвищення температури

Пояснення.

При підвищенні тиску, підвищенні концентрації чи зниженні температури рівновага зміститься у бік зменшення цих впливів - тобто вліво. І оскільки реакція ендотермічна, лише при підвищенні температури рівновага зміститься вправо.

Відповідь: 4

При збільшенні тиску зменшиться вихід продукту(ів) у оборотній реакції

1) N 2(г) + 3H 2(г) 2NH 3(г)

2) З 2 Н 4(г) + Н 2 O (г) З 2 Н 5 OН (г)

3) З (тв) + СО 2(г) 2СО (г)

4) 3Fe (тв) + 4H 2 O (г) Fe 3 O 4(тв) + 4Н 2(г)

Пояснення.

За принципом Ле Шательє - якщо на систему, що перебуває в стані хімічної рівноваги, впливати ззовні, змінюючи якусь з умов рівноваги (температура, тиск, концентрація), то рівновага в системі зрушить у бік, що зменшує вплив.

Тут треба знайти реакцію, рівновага в якій зрушиться вліво зі збільшенням тиску. У цій реакції кількість моль газоподібних речовин справа має бути більшою, ніж зліва. Це реакція №3.

Відповідь: 3

зміщується у бік продуктів реакції при

1) зниження температури

2) зниження тиску

3) використання каталізатора

4) підвищення температури

Пояснення.

Рівнавага ендотермічної реакції зрушиться вправо зі збільшенням температури.

Відповідь: 4

Джерело: ЄДІ з хімії 10.06.2013. Основна хвиля. далекий Схід. Варіант 2.

РІВНЯННЯ РЕАКЦІЇ

2) у бік вихідних речовин

3) практично не зміщується

A	Б	У	Г

Пояснення.

А) 1) у бік продуктів реакції

Відповідь: 1131

Встановіть відповідність між рівнянням хімічної реакції та напрямом усунення хімічної рівноваги при збільшенні тиску в системі:

РІВНЯННЯ РЕАКЦІЇ

НАПРЯМОК ЗМІШЕННЯ ХІМІЧНОЇ РІВНОВАГИ

1) у бік продуктів реакції

2) у бік вихідних речовин

3) практично не зміщується

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх у порядку, що відповідає буквам:

A	Б	У	Г

Пояснення.

При збільшенні тиску рівновага зміститься у бік меншої кількості газоподібних речовин.

А) - у бік продуктів реакції (1)

Б) - у бік продуктів реакції (1)

В) - у бік вихідних речовин (2)

Г) - у бік продуктів реакції (1)

Відповідь: 1121

РІВНЯННЯ РЕАКЦІЇ

НАПРЯМОК ЗМІШЕННЯ ХІМІЧНОЇ РІВНОВАГИ

1) у бік продуктів реакції

2) у бік вихідних речовин

3) практично не зміщується

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх у порядку, що відповідає буквам:

A	Б	У	Г

Пояснення.

При збільшенні тиску рівновага зміститься у бік реакції з меншою кількістю газоподібних речовин.

Б) 2) у бік вихідних речовин

В) 3) практично не зміщується

Г) 1) у бік продуктів реакції

Відповідь: 2231

РІВНЯННЯ РЕАКЦІЇ

НАПРЯМОК ЗМІШЕННЯ ХІМІЧНОЇ РІВНОВАГИ

1) у бік продуктів реакції

2) у бік вихідних речовин

3) практично не зміщується

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх у порядку, що відповідає буквам:

A	Б	У	Г

Пояснення.

При збільшенні тиску рівновага зміститься у бік реакції з меншою кількістю газоподібних речовин.

А) 2) у бік вихідних речовин

Б) 1) у бік продуктів реакції

В) 3) практично не зміщується

Г) 2) у бік вихідних речовин

Відповідь: 2132

Встановіть відповідність між рівнянням хімічної реакції та напрямом усунення хімічної рівноваги при зменшенні тиску в системі:

РІВНЯННЯ РЕАКЦІЇ

НАПРЯМОК ЗМІШЕННЯ ХІМІЧНОЇ РІВНОВАГИ

1) у бік продуктів реакції

2) у бік вихідних речовин

3) практично не зміщується

Запишіть у відповідь цифри, розташувавши їх у порядку, що відповідає буквам:

A	Б	У	Г

Хімічна рівновага властива оборотнимреакцій і не характерно для незворотниххімічні реакції.

Часто, при здійсненні хімічного процесу, вихідні речовини, що реагують, повністю переходять у продукти реакції. Наприклад:

Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Неможливо отримати металеву мідь, проводячи реакцію у напрямі, т.к. дана реакція необоротна. У таких процесах реагенти повністю перетворюються на продукти, тобто. реакція протікає остаточно.

Але основна частина хімічних реакцій оборотна, тобто. ймовірно паралельне перебіг реакції у прямому та зворотному напрямках. Інакше кажучи, реагенти лише частково переходять у продукти і реакційна система складатиметься як з реагентів, так і продуктів. Система в даному випадку перебуває в стані хімічної рівноваги

При оборотних процесах спочатку пряма реакція має максимальну швидкістьяка поступово знижується, у зв'язку зі зменшенням кількості реагентів. Зворотна реакція, навпаки, має мінімальну швидкість, яка збільшується в міру накопичення продуктів. Зрештою, настає момент, коли швидкості обох реакцій стають рівними – система входить у стан рівноваги. При настанні стану рівноваги концентрації компонентів залишаються незмінними, але хімічна реакція при цьому не припиняється. Т.о. - Це динамічний (рухливий) стан. Для наочності наведемо наступний малюнок:

Припустимо, протікає якась оборотна хімічна реакція:

а А + b В = С + D D

тоді, виходячи із закону діючих мас, запишемо вирази прямийυ 1 і зворотнійυ 2 реакцій:

υ1 = k 1 · [A] a · [B] b

υ2 = k 2 · [C] c · [D] d

В стані хімічної рівноваги, Швидкості прямої і зворотної реакції рівні, тобто:

k 1 · [A] a · [B] b = k 2 · [C] c · [D] d

отримуємо

До= k 1 / k 2 = [C] c · [D] d · [A] a · [B] b

Де К =k 1 / k 2 – константа рівноваги.

Для будь-якого оборотного процесу, за заданих умов kє постійною величиною. Вона залежить від концентрацій речовин, т.к. при зміні кількості однієї речовини, кількості інших компонентів також змінюються.

При зміні умов протікання хімічного процесу можливе зміщення рівноваги.

Чинники, що впливають на зміщення рівноваги:

зміна концентрацій реагентів або продуктів,
зміна тиску,
зміна температури,
внесення каталізатора до реакційного середовища.

Принцип Ле-Шательє

Всі перераховані вище фактори впливають на зміщення хімічної рівноваги, яке підпорядковується принципом Ле-Шательє: якщо змінити одну з умов, за якої система перебуває в стані рівноваги – концентрацію, тиск чи температуру, то рівновага зміститься у напрямку тієї реакції, яка протидіє цій зміні.Тобто. рівновагу прагне зміщення у напрямі, що призводить до зменшення впливу впливу, що призвело до порушення стану рівноваги.

Отже, розглянемо окремо вплив кожного їх чинників стан рівноваги.

Вплив зміни концентрацій реагентів чи продуктів покажемо на прикладі процесу Габера:

N 2(г) + 3H 2(г) = 2NH 3(г)

Якщо рівноважну систему, що складається з N 2(г) , H 2(г) і NH 3(г) , додати, наприклад, азот, то рівновага повинна зміститися в напрямку, яке сприяло б зменшенню кількості водню у бік його вихідного значення, тобто. у напрямі утворення додаткової кількості аміаку (вправо). При цьому одночасно відбудеться зменшення кількості водню. При додаванні в систему водню також відбудеться зміщення рівноваги у бік утворення нової кількості аміаку (вправо). Тоді як внесення до рівноважної системи аміаку, згідно принципом Ле-Шательє , Викликає зміщення рівноваги в бік того процесу, який сприятливий для утворення вихідних речовин (ліворуч), тобто. концентрація аміаку повинна зменшитися за допомогою розкладання деякої кількості на азот і водень.

Зменшення концентрації одного з компонентів, змістить рівноважний стан системи у бік утворення цього компонента.

Вплив зміни тиску має сенс, якщо в досліджуваному процесі беруть участь газоподібні компоненти і при цьому зміна загальної кількості молекул. Якщо загальне числомолекул у системі залишається постійним, то зміна тиску не впливаєна її рівновагу, наприклад:

I 2(г) + H 2(г) = 2HI(г)

Якщо повний тиск рівноважної системи збільшувати шляхом зменшення її обсягу, то рівновага зміститься у бік зменшення обсягу. Тобто. у бік зменшення числа газув системі. У реакції:

N 2(г) + 3H 2(г) = 2NH 3(г)

з 4 молеул газу (1 N 2(г) та 3 H 2(г)) утворюється 2 молекули газу (2 NH 3(г)), тобто. тиск у системі зменшується. Внаслідок чого, зростання тиску сприятиме освіті додаткової кількості аміаку, тобто. рівновага зміститься у бік її освіти (вправо).

Якщо температура системи стала, то зміна повного тиску системи не призведе до зміни константи рівноваги До.

Зміна температури системи впливає як зміщення її рівноваги, а й у константу рівноваги До.Якщо рівноважній системі, при постійному тиску, повідомляти про додаткову теплоту, то рівновага зміститься у бік поглинання теплоти. Розглянемо:

N 2(г) + 3H 2(г) = 2NH 3(г) + 22 ккал

Отже, очевидно, пряма реакція протікає із теплоти, а зворотна – з поглинанням. При збільшенні температури, рівновага цієї реакції зміщується у бік реакції розкладання аміаку (ліворуч), т.к. вона є і послаблює зовнішній вплив - підвищення температури. Навпаки, охолодження призводить до усунення рівноваги у бік синтезу аміаку (вправо), т.к. реакція є екзотермічною та протидіє охолодженню.

Таким чином, зростання температури сприяє зміщенню хімічної рівновагиу бік ендотермічної реакції, а падіння температури – у напрямку екзотермічного процесу . Константи рівновагивсіх екзотермічних процесів при зростанні температури зменшуються, а ендотермічних – збільшуються.

Стан, при якому швидкості прямої та зворотної реакцій рівні між собою, називається хімічною рівновагою. Рівняння оборотної реакції в загальному вигляді:

Швидкість прямої реакції v 1 =k 1 [A] m [B] n швидкість зворотної реакції v 2 =k 2 [С] p [D] q , де квадратних дужках – рівноважні концентрації. За визначенням, при хімічній рівновазі v 1 =v 2, звідки

До = k 1 /k 2 = [С] p [D] q / [A] m [B] n ,

де К з - Константа хімічної рівноваги, виражена через молярні концентрації. Наведене математичний виразнерідко називають законом дії мас для оборотної хімічної реакції: відношення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до добутку рівноважних концентрацій вихідних речовин.

Положення хімічної рівноваги залежить від наступних параметрів реакції: температури, тиску та концентрації. Вплив, який надають ці фактори на хімічну реакцію, підпорядковуються закономірності, яка була висловлена у загальному вигляді у 1884 році французьким ученим Ле-Шательє. Сучасне формулювання принципу Ле-Шательє таке:

Якщо систему, що у стані рівноваги, надати зовнішнє вплив, то система перейде у інший стан те щоб зменшити ефект зовнішнього впливу.

Чинники, що впливають на хімічну рівновагу.

1. Вплив температури. У кожній оборотній реакції один із напрямків відповідає екзотермічному процесу, а інший - ендотермічному.

У разі підвищення температури хімічна рівновага зміщується у бік ендотермічної реакції, при зниженні температури - у бік екзотермічної реакції.

2. Вплив тиску. У всіх реакціях за участю газоподібних речовин, що супроводжуються зміною обсягу за рахунок зміни кількості речовини при переході від вихідних речовин до продуктів, положення рівноваги впливає тиск в системі.
Вплив тиску на положення рівноваги підпорядковується наступним правилам:

При підвищенні тиску рівновага зсувається у напрямку утворення речовин (початкових або продуктів) з меншим обсягом.

3. Вплив концентрації. Вплив концентрації на стан рівноваги підпорядковується наступним правилам:

У разі підвищення концентрації однієї з вихідних речовин рівновагу зрушується у бік освіти продуктів реакції;
у разі підвищення концентрації однієї з продуктів реакції рівновагу зрушується у бік освіти вихідних речовин.

Запитання для самоконтролю:

1. Що таке швидкість хімічної реакції та від яких факторів вона залежить? Від яких чинників залежить константа швидкості?

2. Скласти рівняння швидкості реакції утворення води з водню та кисню та показати, як змінити швидкість, якщо концентрацію водню збільшити втричі.

3. Як змінюється швидкість реакції з часом? Які реакції називаються оборотними? Чим характеризується стан хімічної рівноваги? Що називається константою рівноваги, від яких чинників залежить?

4. Якими зовнішніми впливами можна порушити хімічну рівновагу? У якому напрямі змішається рівновага за зміни температури? Тиск?

5. Яким чином можна змістити оборотну реакцію у певному напрямку та довести до кінця?

Лекція №12 (проблемна)

Розчини

Ціль:Дати якісні висновки про розчинність речовин та кількісну оцінкурозчинності.

Ключові слова:Розчини – гомогенні та гетерогенні; істинні та колоїдні; розчинність речовин; концентрація розчинів; розчини неелектроїлів; закони Рауля та вант-Гоффа.

План.

1. Класифікація розчинів.

2. Концентрація розчинів.

3. Розчини неелектролітів. Закони Рауля.

Класифікація розчинів

Розчини – це гомогенні (однофазні) системи змінного складу, що складаються із двох або більше речовин (компонентів).

За характером агрегатного станурозчини можуть бути газоподібними, рідкими та твердими. Зазвичай компонент, який у цих умовах знаходиться в тому ж агрегатному стані, що і розчин, що утворюється, вважають розчинником, інші складові розчину - розчиненими речовинами. У разі однакового агрегатного стану компонентів розчинником вважають компонент, який переважає в розчині.

Залежно від розмірів частинок розчини поділяються на справжні та колоїдні. У справжніх розчинах (часто званих просто розчинами) розчинена речовина диспергована до атомного або молекулярного рівня, частинки розчиненої речовини не видно ні візуально, ні під мікроскопом, що вільно пересуваються в середовищі розчинника. Справжні розчини – термодинамічно стійкі системи, необмежено стабільні у часі.

Рушійними силами утворення розчинів є ентропійний та ентальпійний фактори. При розчиненні газів у рідині ентропія завжди зменшується ΔS< 0, а при растворении кристаллов возрастает (ΔS >0). Чим сильніша взаємодія розчиненої речовини та розчинника, тим більша роль ентальпійного фактора в утворенні розчинів. Знак зміни ентальпії розчинення визначається знаком суми всіх теплових ефектів процесів, що супроводжують розчинення, з яких основний внесок вносять руйнування кристалічних ґратна вільні іони (ΔH > 0) і взаємодія утворених іонів з молекулами розчинника (сольтивація, ΔH< 0). При этом независимо от знака энтальпии при растворении (абсолютно нерастворимых веществ нет) всегда ΔG = ΔH – T·ΔS < 0, т. к. переход вещества в раствор сопровождается значительным возрастанием энтропии вследствие стремления системы к разупорядочиванию. Для жидких растворов (расплавов) процесс растворения идет самопроизвольно (ΔG < 0) до установления динамического равновесия между раствором и твердой фазой.

Концентрація насиченого розчину визначається розчинністю речовини за даної температури. Розчини із меншою концентрацією називаються ненасиченими.

Розчинність для різних речовинколивається у значних межах і залежить від їх природи, взаємодії частинок розчиненої речовини між собою та з молекулами розчинника, а також від зовнішніх умов (тиску, температури тощо).

У хімічній практиці найбільш важливими є розчини, приготовані на основі рідкого розчинника. Саме рідкі суміші у хімії називають просто розчинами. Найбільш широко застосовуваним неорганічним розчинником є вода. Розчини коїться з іншими розчинниками називаються неводними.

Розчини мають надзвичайно велике практичне значення, в них протікають багато хімічних реакцій, у тому числі й лежать в основі обміну речовин у живих організмах.

Концентрація розчинів

Важливою характеристикою розчинів є їх концентрація, яка виражає відносну кількість компонентів у розчині. Розрізняють масові та об'ємні концентрації, розмірні та безрозмірні.

До безрозмірнимконцентраціям (часткам) відносяться такі концентрації:

Масова частка розчиненої речовини W(B) виражається у частках одиниці або у відсотках:

де m(B) та m(A) – маса розчиненої речовини B та маса розчинника A.

Об'ємна частка розчиненої речовини σ(B) виражається у частках одиниці або об'ємних відсотках:

де V i - Об'єм компонента розчину, V (B) - Об'єм розчиненої речовини B. Об'ємні відсотки називають градусами *) .

*) Іноді об'ємна концентрація виявляється у тисячних частках (проміле, ‰) або в мільйонних частках (млн –1), ppm.

Мольна частка розчиненої речовини χ(B) виражається співвідношенням

Сума мольних часток k компонентів розчину χ i дорівнює одиниці

До розмірнимконцентраціям відносяться такі концентрації:

Моляльність розчиненої речовини C m (B) визначається кількістю речовини n(B) 1 кг (1000 г) розчинника, розмірність моль/кг.

Молярна концентрація речовини B у розчині C(B) – вміст кількості розчиненої речовини B в одиниці об'єму розчину, моль/м 3 або частіше моль/літр:

де µ(B) – молярна маса B, V – об'єм розчину.

Молярна концентрація еквівалентів речовини B CЕ (B) (нормальність – застарілий) визначається числом еквівалентів розчиненої речовини в одиниці об'єму розчину, моль/літр:

де n Е (B) – кількість речовини еквівалентів, Е – молярна маса еквівалента.

Титр розчину речовини B( T B) визначається масою розчиненої речовини в г, що міститься в 1 мл розчину:

Г/мл або г/мл.

Масові концентрації (масова частка, процентна, моляльна) не залежить від температури; об'ємні концентрації відносяться до певної температури.

Усі речовини тією чи іншою мірою здатні розчинятися і характеризуються розчинністю. Деякі речовини необмежено розчиняються одна в одній (вода-ацетон, бензол-толуол, рідкі натрій-калій). Більшість сполук обмежено розчиняються (вода-бензол, вода-бутиловий спирт, вода-кухонна сіль), а багато малорозчинні або практично нерозчинні (вода-BaSO 4 , вода-бензин).

Розчинність речовини за цих умов називають його концентрацію в насиченому розчині. У такому розчині досягається рівновага між розчиняється речовиною і розчином. За відсутності рівноваги розчин залишається стабільним, якщо концентрація розчиненої речовини менша за його розчинність (ненасичений розчин), або нестабільним, якщо в розчині міститься речовини більше за його розчинність (пересичений розчин).

Більшість хімічних реакцій оборотні, тобто протікають одночасно у протилежних напрямках. У тих випадках, коли пряма та зворотна реакція йдуть з однаковою швидкістю, настає хімічна рівновага.

При настанні хімічної рівноваги число молекул речовин, що становлять систему, перестає змінюватися і залишається постійним у часі за постійних зовнішніх умов.

Стан системи, у якому швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції, називається хімічною рівновагою.

Наприклад, рівновага реакції H 2 (г) + I 2 (г) ⇆ 2HI (г) настає тоді, коли в одиницю часу утворюється по прямій реакції рівно стільки ж молекул йодоводороду, скільки їх розпадається по зворотній реакції на йод і водень.

Здатність реакції протікати у протилежних напрямках називається кінетичною оборотністю.

У рівнянні реакції оборотність позначається двома протилежними стрілками (⇆) замість знака рівності між лівою та правою частинамихімічного рівняння

Хімічна рівновага є динамічною (рухомою). При зміні зовнішніх умов рівновага зсувається і повертається у вихідний стан, якщо зовнішні умови набувають постійні значення. Вплив на хімічну рівновагу зовнішніх факторіввикликає його усунення.

Положення хімічної рівноваги залежить від наступних параметрів реакції:

Температури;

Тиск;

Концентрація.

Вплив, який надають ці фактори на хімічну реакцію, підпорядковується закономірності, яка була висловлена в загальному вигляді в 1884 французьким ученим Ле-Шательє (Рис. 1).

Рис. 1. Анрі Луї Ле Шательє

Сучасне формулювання принципу Ле-Шательє

Якщо систему, що у рівновазі, виявляється зовнішнє вплив, то рівновагу зміщується у бік, яка послаблює цей вплив.

1. Вплив температури

У кожній оборотній реакції один із напрямків відповідає екзотермічному процесу, а інший - ендотермічному.

Приклад: промислове виробництво аміаку. Рис. 2.

Рис. 2. Установка для виробництва аміаку

Реакція синтезу аміаку:

N 2 + 3H 2 ⇆ 2NH 3 + Q

Пряма реакція – екзотермічна, а зворотна реакція – ендотермічна.

Вплив зміни температури положення хімічного рівноваги підпорядковується наступним правилам.

Щоб усунути рівновагу у бік отримання аміаку, температуру потрібно знизити.

2. Вплив тиску

У всіх реакціях за участю газоподібних речовин, що супроводжуються зміною обсягу за рахунок зміни кількості речовини при переході від вихідних речовин до продуктів, положення рівноваги впливає тиск в системі.

Вплив тиску положення рівноваги підпорядковується наступним правилам.

При підвищенні тиску рівновага зсувається у напрямку утворення речовин (початкових або продуктів) з меншим обсягом; при зниженні тиску рівновага зрушується у бік освіти речовин із великим обсягом.

У реакції синтезу аміаку у разі підвищення тиску рівновагу зміщується у бік утворення аміаку, оскільки реакція йде із зменшенням обсягу.

3. Вплив концентрації

Вплив концентрації стан рівноваги підпорядковується наступним правилам.

У разі підвищення концентрації однієї з вихідних речовин рівновагу зрушується у бік освіти продуктів реакції; у разі підвищення концентрації однієї з продуктів реакції рівновагу зрушується у бік освіти вихідних речовин.

В реакції одержання аміаку, щоб змістити рівновагу у бік одержання аміаку, необхідно підвищити концентрацію водню та азоту.

Підбиття підсумку уроку

На уроці ви дізналися про поняття «хімічна рівновага» та способи його зміщення, які умови впливають на усунення хімічної рівноваги та як діє «принцип Ле Шательє».

Список літератури

Новошинський І.І., Новошинська Н.С. Хімія. Підручник для 10 класу загальнообр. учред. Профільний рівень. - М.: ТОВ "ТІД" Російське слово- РС», 2008. (§§ 24, 25)
Кузнєцова Н.Є., Литвинова Т.М., Льовкін О.М. Хімія: 11 клас: Підручник для учнів. учред. ( профільний рівень): о 2-й год. Ч.2. М: Вентана-Граф, 2008. (§ 24)
Рудзітіс Г.Є. Хімія. Основи загальної хімії. 11 клас: навч. для загальнообр. уч.: базовий рівень/Г.Є. Рудзітіс, Ф.Г. Фельдман. - М: Просвітництво, ВАТ «Московські підручники», 2010. (§ 13)
Радецький А.М. Хімія. Дидактичний матеріал. 10-11 класи. - М: Просвітництво, 2011. (с. 96-98)
Хомченко І.Д. Збірник завдань та вправ з хімії для середньої школи. - М: РІА « Нова хвиля»: Видавець Умеренків, 2008. (с. 65-68)

Hemi.nsu.ru ().
Alhimikov.net ().
Prosto-o-slognom.ru ().

Домашнє завдання

с. 65-66 №№ 12.10-12.17 із Збірника завдань та вправ з хімії для середньої школи (Хомченко І.Д.), 2008.
У якому разі зміна тиску не спричинить зміщення хімічної рівноваги в реакціях за участю газоподібних речовин?
Чому каталізатор не сприяє зміщенню хімічної рівноваги?