Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Принцип Ле Шателье




 

Химическое равновесие, отвечающее минимуму энергии Гиббса
(DG = 0), является наиболее устойчивым состоянием системы при данных условиях. Изменение условий равновесия может его нарушить, в результате чего реакция начинает протекать в прямом или обратном направлении (при этом говорят, что равновесие смещается в сторону прямой или обратной реакции). Через некоторое время система вновь становится равновесной с новыми равновесными концентрациями всех реагирующих веществ. Направление смещения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, подействовать извне, то равновесие смещается в том направлении, которое ослабляет это воздействие. Проиллюстрируем принцип смещения равновесия на следующих примерах.

Пример 7. В каком направлении должно смещаться равновесие реакции

 

N2O4 (г) ⇆ 2NO2 (г) , DH° = 58,0 кДж

 

при а) добавлении N2O4; б) удалении NO2; в) повышении давления; г) увеличении температуры?

Решение. Согласно принципу Ле Шателье:

а) при добавлении N2O4 равновесие должно сместиться в направлении реакции, в результате которой концентрация этого вещества должна уменьшиться, т.е. в сторону прямой реакции (®);

б) при удалении NO2 из системы равновесие будет смещаться в направлении того процесса, в результате которого образуется дополнительное количество NO2 (вправо ®);

в) при повышении давления равновесие смещается в направлении процесса, идущего с уменьшением объема (уменьшения числа молекул газа), т.е. в сторону обратного процесса (←);

г) при повышении температуры равновесие смещается в направлении реакции, идущей с поглощением теплоты (эндотермической, DH > 0), т.е. вправо (®).

Пример 8.Определите, как изменится константа равновесия рассматриваемой реакции при изменении температуры:

 

N2 + 3H2 ⇆ 2NH3 , DHох.р. = -92,4 кДж.

Решение.Процесс синтеза аммиака является экзотермическим (DHO<0). Следовательно, согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие сместится в сторону реакции, идущей с поглощением теплоты, обратной реакции, т. е. в сторону образования дополнительных количеств реагентов (N2 ,H2). При этом К уменьшается. При понижении температуры К увеличивается, а равновесие смещается в направлении роста концентрации аммиака.

Пример 9.Для обратимой реакции

3CuO(т) + 2NH3(г) ⇆ 3Cu(т) + N2(г) + 3H2O(г); ∆Hо = –240 кДж,

 

запишите математическое выражение константы равновесия и перечислите факторы, приводящие к смещению равновесия вправо.

Решение.Согласно выражению 5.1: .

Напоминаем, что в выражение константы равновесия гетерогенной реакции входят только концентрации газообразных веществ, так как концентрации твердых веществ остаются, как правило, постоянными.



 

1. Протекание реакции вправо приводит к увеличению общего числа молей газов, поэтому, согласно принципу Ле Шателье, давление надо понизить.

2. Так как прямая реакция протекает с выделением теплоты (∆Hº< 0), то температуру надо понижать.

3. Можно увеличить концентрацию NH3 или уменьшить концентрации N2 и H2O.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал