Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
На смещение химического равновесия
|
|
Согласно принципу Ле-Шателье, при повышении температуры происходит смещение равновесия в сторону эндотермической реакции, то есть реакции, идущей с поглощением тепла. При понижении температуры равновесие смешается в направлении экзотермической реакции, идущей с выделением тепла.
Пример 8. Для экзотермической обратимой реакции
2SO2(г) + O2(г) Û 2SO3(г) ; DH = -239 кДж/моль
повышение температуры вызовет смешение равновесия влево (в сторону разложения SO3 на SO2 и O2); понижение температуры сместит равновесие вправо (в сторону образования молекул SO3). Изменение температуры отразится на величине константы равновесия, т.к. в зависимости от природы веществ увеличение температуры на одинаковое число градусов вызовет неодинаковое увеличение скорости обеих реакций, вследствие чего концентрации веществ изменяются не пропорционально, и константа равновесия, соответственно, увеличивается или уменьшается.
Пример 9. Напишите выражение для константы равновесия системы: N2(г) + 3H2(г)Û 2NH3(г); DH = -92, 4 кДж/моль. Изменением какого фактора (концентрации, давления или температуры) можно добиться уменьшения константы равновесия. В какую сторону сместится при этом равновесие системы?
Решение. Константа равновесия этой системы имеет вид:
В соответствии с законом сохранения массы веществ, константа равновесия не зависит от концентрации веществ и давления газов (см. Пример 5 на стр.9), следовательно изменение Кравн . Может вызвать лишь изменение температуры реакции (влияние природы веществ; Пример 8, стр.11). Для того, чтобы уменьшить Кравн . надо чтобы концентрация NH3 стала меньше концентрации N2 и H2, т.е. равновесие в системе должно смешатся влево. Такое смещение вызовет повышение температуры в системе, в соответствии с принципом Ле шателье, т.к. обратная реакция эндотермическая.
Возможно одновременное изменение давления и температуры в системе. В этом случае надо отдельно разобрать влияние каждого фактора и на основании разбора сделать вывод о направлении смещения равновесия.
Пример 10. В какую сторону сместится равновесие гомогенной системы 2А 
2С+Д; DH< 0, если увеличить давление в системе в 2 раза и одновременно понизить температуру на 300. Температурный коэффициент скорости прямой и обратной реакций равен, соответственно, 2, 0 и 3, 0.
Решение. Разберем влияние изменения давления на скорость каждой реакции. По закону действия масс:
| v1 = k1[A]2, | v2 = k2[С]2[Д] |
Увеличение давления в 2 раза вызывает увеличение концентрации каждого из веществ в 2 раза (все вещества – газы), следовательно, скорости то же увеличиваются:
| v1 =k1(2[A])2=4 k1[A]2, т.е. увеличилась в 4 раза, | v2 = k2(2[С])2(2[Д])=8k2[С]2[Д], |
т.е. увеличилась в 8 раз.
Изменение скоростей реакции, вызванное понижением температуры, рассчитываем на основании правила Вант-Гоффа: 
.
1. Для прямой реакции: 
, т.е. скорость уменьшилась в 8 раз.
2. Для обратной реакции: 
, т.е. скорость уменьшилась в 27 раз.
В итоге произведенных действий скорость прямой реакции изменилась в
раз, а скорость обратной реакции – в 
раза, т.е. обе скорости уменьшились, но скорость прямой реакции все же больше скорости обратной реакции, следовательно, равновесие сместится в сторону прямой реакции.
|
|