Η κατάσταση της χημικής ισορροπίας εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: θερμοκρασία, πίεση, συγκέντρωση αντιδρώντων. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα την επίδραση αυτών των παραγόντων.
Μια αλλαγή στη συγκέντρωση των συστατικών ενός συστήματος ισορροπίας σε σταθερή θερμοκρασία μετατοπίζει την ισορροπία, ωστόσο, η τιμή της σταθεράς ισορροπίας δεν αλλάζει. Εάν η συγκέντρωση της ουσίας Α (ή Β) αυξηθεί για την αντίδραση, τότε ο ρυθμός της προς τα εμπρός αντίδρασης θα αυξηθεί και ο ρυθμός της αντίστροφης αντίδρασης την αρχική χρονική στιγμή δεν θα αλλάξει. Η ισορροπία θα σπάσει. Στη συνέχεια, η συγκέντρωση των αρχικών ουσιών θα αρχίσει να μειώνεται και η συγκέντρωση των προϊόντων της αντίδρασης θα αυξηθεί, και αυτό θα συνεχιστεί μέχρι να δημιουργηθεί μια νέα ισορροπία. Σε τέτοιες περιπτώσεις, λέμε ότι η ισορροπία μετατοπίζεται προς το σχηματισμό προϊόντων αντίδρασης ή μετατοπίζεται προς τα δεξιά.
Διαφωνώντας με τον ίδιο τρόπο, καθορίστε μόνοι σας πού θα μετατοπιστεί η ισορροπία εάν αυξηθεί η συγκέντρωση της ουσίας C. μείωση της συγκέντρωσης της ουσίας D.
Με την αλλαγή των συγκεντρώσεων των συστατικών, είναι δυνατό να μετατοπιστεί η ισορροπία προς την επιθυμητή κατεύθυνση, αυξάνοντας ή μειώνοντας την απόδοση των προϊόντων αντίδρασης. επιδιώκοντας μια πληρέστερη χρήση των πρώτων υλών ή, αντιστρόφως,
Για την ολοκλήρωση της δεύτερης εργασίας, υπενθυμίζουμε ότι η άμεση αντίδραση θα προχωρήσει μέχρι να τελειώσει ένα από τα συστατικά Α ή Β. Από την εξίσωση της αντίδρασης φαίνεται ότι τα αντιδρώντα αντιδρούν σε ισομοριακές* ποσότητες, επιπλέον, οι συγκεντρώσεις τους είναι ίσες σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος. Επομένως, οι ουσίες Α και Β, αντιδρώντας, θα τελειώσουν ταυτόχρονα. Η εξίσωση της αντίδρασης δείχνει επίσης ότι όταν μετατρέπεται ένα mol της ουσίας Α, σχηματίζονται δύο mol της ουσίας C και ένα mole της ουσίας D. Επομένως, μερικά ακόμη από αυτά θα προστεθούν στην ποσότητα των ουσιών C και D που βρίσκονται ήδη στο σύστημα . Μετά από έναν απλό υπολογισμό, έχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα:
[A] = [B] = 0 mol/l; [C] = 2 +2 = 4 mol/l; [D] = 2 +1 = 3 mol/l.
Εκτελέστε μια παρόμοια συλλογιστική για την τρίτη εργασία, θυμηθείτε ότι οι ουσίες C και D αντιδρούν σε αναλογία 2: 1 και ο υπολογισμός πρέπει να γίνει σύμφωνα με την ποσότητα της ουσίας που είναι σε έλλειψη (ορίστε αυτήν την ουσία). Κάντε τους υπολογισμούς και λάβετε το αποτέλεσμα:
[A] \u003d [B] \u003d 1 + 2/2 \u003d 2 mol / l; [C] = 0 mol/l; [D] = 2-2/2 = 1 mol/l.
Η σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης A + B C + D είναι ίση με ένα. Αρχική συγκέντρωση [A]o = 0,02 mol/l. Πόσο τοις εκατό της ουσίας Α θα υποστεί μετατροπή εάν οι αρχικές συγκεντρώσεις [B]o είναι ίσες με 0,02; 0,1; 0,2;
Να συμβολίσετε με x τη συγκέντρωση ισορροπίας της ουσίας Α και να γράψετε την έκφραση για τη σταθερά ισορροπίας. Η συγκέντρωση ισορροπίας της ουσίας Β θα είναι επίσης ίση με x. Οι συγκεντρώσεις των προϊόντων της αντίδρασης (C και D) θα είναι ίσες μεταξύ τους και ίσες με 0,02x. (Δείξτε αυτό χρησιμοποιώντας την εξίσωση αντίδρασης.)
Ας γράψουμε μια έκφραση για τη σταθερά ισορροπίας.
Kravn. \u003d (0,02 - x) (0,02 - x) / x2 \u003d 1
Έχοντας λύσει την εξίσωση για το x, παίρνουμε το αποτέλεσμα: x \u003d 0,01. Κατά συνέπεια, στην πρώτη περίπτωση, η μισή ουσία Α (ή το 50%) υπέστη μετασχηματισμό.
Για τη δεύτερη περίπτωση, η σταθερά ισορροπίας θα είναι ίση με
Kravn. \u003d (0,02 - x) (0,02 - x) / (0,1 - (0,02 - x)) \u003d 1
Πάρτε αυτήν την έκφραση μόνοι σας και, έχοντας λύσει την εξίσωση, ελέγξτε το αποτέλεσμα (x = 0,003). Επομένως, (0,02 - 0,003) mol της ουσίας Α εισήλθε στην αντίδραση, που είναι 83,5%.
Λύστε μόνοι σας το πρόβλημα για την τρίτη περίπτωση και επίσης λύστε το ίδιο πρόβλημα, δηλώνοντας την ποσότητα της ουσίας που αντέδρασε ως x.
Ένα σημαντικό συμπέρασμα μπορεί να εξαχθεί από τα αποτελέσματα που προέκυψαν. Για να αυξηθεί η αναλογία μιας ουσίας που αντιδρά σε σταθερά σταθερής ισορροπίας, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η ποσότητα του δεύτερου αντιδραστηρίου στο σύστημα. Παρόμοιο πρόβλημα προκύπτει, για παράδειγμα, κατά την ανακύκλωση απορριμμάτων με χημικά μέσα.
Με αύξηση της θερμοκρασίας, ο ρυθμός τόσο της μπροστινής όσο και της αντίστροφης αντίδρασης θα αυξηθεί, αλλά εάν η προς τα εμπρός αντίδραση είναι ενδόθερμη (?Н > 0), τότε ο ρυθμός της άμεσης αντίδρασης θα αυξηθεί περισσότερο από τον ρυθμό της αντίστροφης αντίδρασης, και η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς το σχηματισμό προϊόντων, ή προς τα δεξιά. Με ένα αρνητικό θερμικό αποτέλεσμα της μπροστινής αντίδρασης (εξώθερμη αντίδραση), ο ρυθμός της αντίστροφης αντίδρασης θα αυξηθεί πιο έντονα και η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά.
Εξετάστε μόνοι σας όλες τις πιθανές περιπτώσεις μετατόπισης της ισορροπίας με τη μείωση της θερμοκρασίας.
Το Σχήμα 5 δείχνει ότι η διαφορά Ε "α - Ε" α είναι ίση με Η της αντίδρασης, που σημαίνει ότι η τιμή της σταθεράς ισορροπίας εξαρτάται από το μέγεθος της θερμικής επίδρασης της αντίδρασης, δηλ. είτε η αντίδραση είναι ενδο ή εξώθερμη.
Η σταθερά ισορροπίας κάποιας αντίδρασης στους 293°K είναι 5 10-3 και στους 1000°K είναι 2 10-6. Ποιο είναι το σημάδι της θερμικής επίδρασης αυτής της αντίδρασης;
Από τις συνθήκες του προβλήματος προκύπτει ότι όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, η σταθερά ισορροπίας μειώνεται. Χρησιμοποιούμε την έκφραση (22) και βλέπουμε ποιο πρέπει να είναι το πρόσημο του DH της αντίδρασης για να μειωθεί η σταθερά.
Kequiv. αντιπροσωπεύεται από μια εκθετική συνάρτηση, η τιμή της οποίας μειώνεται με μείωση του ορίσματος, στην περίπτωσή μας, της τιμής της έκφρασης ДH/RT. Για να μειωθεί η τιμή του ορίσματος, η τιμή του DH πρέπει να είναι αρνητική. Επομένως, η υπό εξέταση αντίδραση είναι εξώθερμη.
Μια αλλαγή στην πίεση επηρεάζει αισθητά την κατάσταση των συστημάτων που περιλαμβάνουν αέρια συστατικά. Σε αυτή την περίπτωση, σύμφωνα με τους νόμους των αερίων, ο όγκος του συστήματος αλλάζει και αυτό οδηγεί σε αλλαγή της συγκέντρωσης των αερίων ουσιών (ή των μερικών πιέσεών τους). Έτσι, με την αύξηση της πίεσης, ο όγκος θα μειωθεί και η συγκέντρωση των αερίων ουσιών θα αυξηθεί. Η αύξηση της συγκέντρωσης οδηγεί, όπως ήδη γνωρίζουμε, σε μια μετατόπιση της ισορροπίας προς την κατανάλωση ενός αντιδραστηρίου που έχει αυξήσει τη συγκέντρωσή του. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να διατυπωθεί κάπως διαφορετικά. ?Όταν αυξάνεται η πίεση, η ισορροπία μετατοπίζεται προς μικρότερη ποσότητα αερίων ουσιών ή, πιο απλά, προς μείωση του αριθμού των μορίων των αερίων ουσιών. Η συγκέντρωση στερεών και υγρών δεν αλλάζει με την πίεση.
Εξετάστε το κλασικό παράδειγμα της σύνθεσης αμμωνίας από άζωτο και υδρογόνο
3Η2 + Ν2 - 2ΝΗ3, (DN< 0).
Δεδομένου ότι το σύστημα αποτελείται μόνο από αέριες ουσίες και όταν σχηματίζεται αμμωνία, ο αριθμός των μορίων μειώνεται, τότε με την αύξηση της πίεσης, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά, προς μια μεγαλύτερη παραγωγή αμμωνίας. Επομένως, η βιομηχανική σύνθεση της αμμωνίας πραγματοποιείται σε υψηλή πίεση.
Προτείνετε στον εαυτό σας τις συνθήκες θερμοκρασίας για τη σύνθεση της αμμωνίας, γνωρίζοντας τη θερμική επίδραση της αντίδρασης και με την επιφύλαξη της μέγιστης απόδοσης του προϊόντος. Πώς συσχετίζονται αυτές οι συνθήκες με τους κινητικούς παράγοντες της διαδικασίας;
Πώς θα επηρεάσει η αύξηση της πίεσης την ισορροπία των παρακάτω αντιδράσεων;
αναστολέας καταλύτη χημικής κινητικής
CaCO3 (c.) - CaO (c.) + CO2 (g.);
4Fe(c.) + 3O2(g.) - 2Fe2O3(c.).
Στην πρώτη αντίδραση, μόνο το διοξείδιο του άνθρακα CO2 είναι αέριο, επομένως, με την αύξηση της πίεσης, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά, προς μείωση της ποσότητας της αέριας ουσίας.
Σκεφτείτε μόνοι σας τη δεύτερη περίπτωση.
Πώς πρέπει να αλλάξει η πίεση σε αυτές τις αντιδράσεις για να επιτευχθεί υψηλότερη απόδοση προϊόντων;
Όλες οι περιπτώσεις αλλαγής της κατάστασης ενός συστήματος ισορροπίας υπό εξωτερικές επιρροές μπορούν να γενικευθούν διατυπώνοντας την αρχή Le Chatelier:
Εάν ασκηθεί εξωτερική επιρροή σε ένα σύστημα που βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας, τότε η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση που εξασθενεί την επίδραση της εξωτερικής επιρροής.
Ελέγξτε εάν η αρχή του Le Chatelier ικανοποιείται σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν παραπάνω.
Δώστε τα δικά σας παραδείγματα μεταβολών ισορροπίας όταν αλλάζουν οι εξωτερικές συνθήκες και εξηγήστε τα με βάση την αρχή του Le Chatelier.
Έτσι, εξετάσαμε τα κύρια ζητήματα που σχετίζονται με τους νόμους της πορείας των χημικών αντιδράσεων. Η γνώση αυτών των μοτίβων θα καταστήσει δυνατό τον ουσιαστικό επηρεασμό των συνθηκών για τη διεξαγωγή ορισμένων διαδικασιών προκειμένου να επιτευχθεί το βέλτιστο αποτέλεσμα.
Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο
- 1. Ποιες αντιδράσεις ονομάζονται αναστρέψιμες;
- 2. Πώς και γιατί αλλάζουν οι ρυθμοί των μπροστινών και των αντίστροφων αντιδράσεων με την πάροδο του χρόνου;
- 3. Τι ονομάζεται χημική ισορροπία;
- 4. Ποια τιμή χαρακτηρίζει ποσοτικά τη χημική ισορροπία;
- 5. Τι καθορίζει την τιμή της σταθεράς ισορροπίας: η συγκέντρωση των αντιδρώντων ουσιών. τη φύση των αντιδρώντων· ολική πίεση? θερμοκρασία; την παρουσία καταλύτη;
- 6. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της πραγματικής χημικής ισορροπίας;
- 7. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ψευδούς χημικής ισορροπίας και της αληθινής ισορροπίας;
- 8. Δώστε τη διατύπωση της αρχής του Le Chatelier.
- 9. Διατυπώστε τις συνέπειες της αρχής του Le Chatelier.
Εργασία 2 από 15
2 .
Χημική ισορροπία στο σύστημα
С 4 H 10 (g) ⇄ С 4 H 6 (g) + 2H 2 (g) - Q
θα μετατοπιστεί προς τα αρχικά υλικά στο
σωστά
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier -
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από έξω αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση της ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα.
Με μείωση της θερμοκρασίας (εξωτερική επιρροή - ψύξη του συστήματος), το σύστημα θα τείνει να αυξήσει τη θερμοκρασία, πράγμα που σημαίνει ότι η εξώθερμη διαδικασία (αντίστροφη αντίδραση) εντείνεται, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά, προς τα αντιδρώντα.
Εργασία 3 από 15
3 .
Ισορροπία στην αντίδραση
CaCO 3 (tv) \u003d CaO (tv) + CO 2 (g) - Q
στροφή προς τα προϊόντα
σωστά
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από το εξωτερικό, αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση της ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα -
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από το εξωτερικό, αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση της ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα - με αύξηση της θερμοκρασίας (θέρμανση), το σύστημα θα τείνει να χαμηλώσει τη θερμοκρασία, πράγμα που σημαίνει ότι η διαδικασία απορρόφησης θερμότητας εντείνεται, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς μια ενδόθερμη αντίδραση, δηλ. προς τα προϊόντα.
Εργασία 4 από 15
4 .
Ισορροπία στην αντίδραση
C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) \u003d C 2 H 5 OH (g) + Q
κινηθείτε προς το προϊόν
σωστά
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από έξω, αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα - με αύξηση της συνολικής πίεσης, το σύστημα θα τείνει να τη μειώσει, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς μικρότερη ποσότητα αερίων ουσιών, δηλαδή προς προϊόντα.
Εργασία 5 από 15
5 .
O 2 (g) + 2CO (g) ⇄ 2CO 2 (g) + Q
Α. Με τη μείωση της θερμοκρασίας, η χημική ισορροπία σε ένα δεδομένο σύστημα θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα της αντίδρασης.
Β. Με μείωση της συγκέντρωσης του μονοξειδίου του άνθρακα, η ισορροπία του συστήματος θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα της αντίδρασης.
σωστά
Λανθασμένος
Μόνο το Α ισχύει, σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς μια εξώθερμη αντίδραση, δηλαδή προϊόντα αντίδρασης. Η πρόταση Β είναι λανθασμένη, γιατί με μείωση της συγκέντρωσης του μονοξειδίου του άνθρακα, το σύστημα θα τείνει να την αυξήσει, δηλαδή η κατεύθυνση στην οποία σχηματίζεται θα αυξηθεί, η ισορροπία του συστήματος θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά, προς τα αντιδραστήρια.
Εργασία 6 από 15
6 .
Η αύξηση της πίεσης αυξάνει την απόδοση του προϊόντος(ων) στην αναστρέψιμη αντίδραση
σωστά
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από έξω, αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα - Καθώς η πίεση αυξάνεται, το σύστημα θα τείνει να τη μειώσει, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς μια μικρότερη ποσότητα αερίων ουσιών. Δηλαδή, σε αντιδράσεις στις οποίες η ποσότητα των αερίων ουσιών στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης (σε προϊόντα) είναι μικρότερη από την αριστερή πλευρά (σε αντιδρώντα), μια αύξηση της πίεσης θα οδηγήσει σε αύξηση της απόδοσης του προϊόντος (s), με άλλα λόγια, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα. Αυτή η προϋπόθεση ικανοποιείται μόνο στη δεύτερη έκδοση - στην αριστερή πλευρά - 2 mol αερίου, στη δεξιά πλευρά - 1 mol αερίου.
Στην περίπτωση αυτή, στερεές και υγρές ουσίες δεν συμβάλλουν στη μετατόπιση ισορροπίας. Εάν οι ποσότητες των αερίων ουσιών είναι ίσες στο δεξί και το αριστερό μέρος της εξίσωσης, μια αλλαγή της πίεσης δεν θα οδηγήσει σε αλλαγή της ισορροπίας.
Εργασία 7 από 15
7 .
Για να μετατοπιστεί η χημική ισορροπία στο σύστημα
H 2 (g) + Br 2 (g) ⇄ 2HBr (g) + Q
προς το προϊόν είναι απαραίτητο
σωστά
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, το σύστημα εξουδετερώνει τις εξωτερικές επιρροές. Επομένως, η ισορροπία μπορεί να μετατοπιστεί προς τα δεξιά, προς το προϊόν, εάν μειωθεί η θερμοκρασία, αυξηθεί η συγκέντρωση των αρχικών ουσιών ή μειωθεί η ποσότητα των προϊόντων αντίδρασης. Δεδομένου ότι οι ποσότητες των αερίων ουσιών στη δεξιά και την αριστερή πλευρά της εξίσωσης είναι ίσες, μια αλλαγή στην πίεση δεν θα οδηγήσει σε μετατόπιση της ισορροπίας. Η προσθήκη βρωμίου θα οδηγήσει σε αύξηση των διεργασιών που το καταναλώνουν, δηλ. η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα.
Εργασία 8 από 15
8 .
Στο σύστημα
2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇄ 2SO 3 (g) + Qη μετατόπιση της χημικής ισορροπίας προς τα δεξιά θα συμβεί όταν
σωστά
Λανθασμένος
Μειώστε τη θερμοκρασία (δηλαδή, η άμεση αντίδραση είναι εξώθερμη), αυξήστε τη συγκέντρωση των πρώτων υλών ή μειώστε την ποσότητα των προϊόντων αντίδρασης ή αυξήστε την πίεση (επειδή η άμεση αντίδραση προχωρά με μείωση του συνολικού όγκου των αερίων ουσιών).
Εργασία 9 από 15
9 .
Είναι σωστές οι ακόλουθες κρίσεις σχετικά με τη μετατόπιση της χημικής ισορροπίας στο σύστημα;
CO (g) + Cl 2 (g) ⇄ COCl 2 (g) + Q
Α. Με την αύξηση της πίεσης, η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς το προϊόν της αντίδρασης.
Β. Όταν η θερμοκρασία πέσει, η χημική ισορροπία σε αυτό το σύστημα θα μετατοπιστεί προς το προϊόν της αντίδρασης.
σωστά
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, το σύστημα εξουδετερώνει τις εξωτερικές επιρροές. Επομένως, για να μετατοπίσετε την ισορροπία προς τα δεξιά, προς το προϊόν, μπορείτε μειώστε τη θερμοκρασία ανεβάσετε την πίεση
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, το σύστημα εξουδετερώνει τις εξωτερικές επιρροές. Επομένως, για να μετατοπίσετε την ισορροπία προς τα δεξιά, προς το προϊόν, μπορείτε μειώστε τη θερμοκρασία(δηλαδή η άμεση αντίδραση είναι εξώθερμη), να αυξηθεί η συγκέντρωση των αρχικών ουσιών ή να μειωθεί η ποσότητα των προϊόντων της αντίδρασης, ή ανεβάσετε την πίεση(αφού η άμεση αντίδραση πηγαίνει με μείωση του συνολικού όγκου των αερίων ουσιών). Επομένως, και οι δύο δηλώσεις είναι σωστές.
Εργασία 10 από 15
10 .
Στο σύστημα
SO 2 (g) + Cl 2 (g) ⇄ SO 2 Cl 2 (g) + Q
η μετατόπιση της χημικής ισορροπίας προς τα δεξιά συμβάλλει στην
σωστά
Λανθασμένος
Εργασία 11 από 15
11 .
Σε ποιο σύστημα η αύξηση της συγκέντρωσης του υδρογόνου μετατοπίζει τη χημική ισορροπία προς τα αριστερά;
σωστά
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, με την αύξηση της συγκέντρωσης οποιουδήποτε συστατικού, το σύστημα θα τείνει να μειώσει τη συγκέντρωσή του, δηλαδή να το χρησιμοποιήσει. Σε μια αντίδραση όπου το υδρογόνο είναι προϊόν, η αύξηση της συγκέντρωσής του μετατοπίζει τη χημική ισορροπία προς τα αριστερά, προς την κατεύθυνση της κατανάλωσης του.
Εργασία 12 από 15
12 .
Με την αύξηση της ολικής πίεσης, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα της αντίδρασης
σωστά
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από έξω, αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα -
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μι Εάν ένα σύστημα ισορροπίας επηρεάζεται από έξω, αλλάζοντας οποιονδήποτε από τους παράγοντες που καθορίζουν τη θέση ισορροπίας, τότε η κατεύθυνση της διαδικασίας που εξασθενεί αυτήν την επιρροή θα αυξηθεί στο σύστημα - με αύξηση της συνολικής πίεσης, το σύστημα θα τείνει να τη μειώσει, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς μια μικρότερη ποσότητα αερίων ουσιών. Μόνο στην τέταρτη επιλογή, τα προϊόντα περιέχουν λιγότερες αέριες ουσίες, δηλ. η άμεση αντίδραση προχωρά με μείωση του όγκου, επομένως μια αύξηση της ολικής πίεσης θα μετατοπίσει την ισορροπία προς τα προϊόντα αυτής της αντίδρασης.
Εργασία 1 από 15
1 .
Με τη μείωση της ολικής πίεσης, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα προϊόντα της αντίδρασης
σωστά
μι
Λανθασμένος
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier - μια μείωση της πίεσης θα οδηγήσει σε αύξηση των διεργασιών που αυξάνουν την πίεση, πράγμα που σημαίνει ότι η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς έναν μεγαλύτερο αριθμό αερίων σωματιδίων (τα οποία δημιουργούν πίεση). Μόνο στη δεύτερη περίπτωση, υπάρχουν περισσότερες αέριες ουσίες στα προϊόντα (στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης) από ότι στα αντιδρώντα (στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης).
Εργο
Προσδιορίστε πώς θα επηρεάσει:
α) αύξηση της πίεσης.
β) αύξηση θερμοκρασίας.
γ) αύξηση της συγκέντρωσης οξυγόνου για την εξισορρόπηση του συστήματος:
2CO(σολ) + O 2 (σολ) ↔ 2CO 2 (σολ) + Q
Λύση:
α) Μια αλλαγή στην πίεση μετατοπίζει την ισορροπία των αντιδράσεων που περιλαμβάνουν αέριες ουσίες (δ). Ας προσδιορίσουμε τους όγκους των αερίων ουσιών πριν και μετά την αντίδραση με στοιχειομετρικούς συντελεστές:
Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, με αυξανόμενη πίεση , η ισορροπία αλλάζειπρος την εκπαίδευσηi ουσίες που καταλαμβάνουν λιγότεροβ β φάτε, επομένως, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά, δηλ. προς το σχηματισμό CO 2, προς την άμεση αντίδραση (→) .
β) Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει, η ισορροπία αλλάζειπρος μια ενδόθερμη αντίδραση (- Q ), δηλ. προς την κατεύθυνση της αντίστροφης αντίδρασης - η αντίδραση αποσύνθεσης του CO 2 (←) , επειδή νόμος διατήρησης της ενέργειας:
Q - 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Q
V) Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση οξυγόνου η ισορροπία του συστήματος μεταβάλλεταιγια την απόκτηση CO 2 (→) επειδήη αύξηση της συγκέντρωσης των αντιδρώντων (υγρού ή αερίου) μετατοπίζεται προς προϊόντα, δηλ. προς μια άμεση αντίδραση.
Επιπροσθέτως:
Παράδειγμα 1 Πόσες φορές θα αλλάξει ο ρυθμός των μπροστινών και των αντίστροφων αντιδράσεων στο σύστημα:
2 ΕΤΣΙ 2 (δ) +Ο 2 (δ) = 2ΕΤΣΙ 3 (ΣΟΛ)
αν ο όγκος του μείγματος αερίων τριπλασιαστεί; Προς ποια κατεύθυνση θα μετατοπιστεί η ισορροπία του συστήματος;
Λύση. Ας υποδηλώσουμε τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων ουσιών: [ΕΤΣΙ 2 ]= ένα , [ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 2 ] = σι , [ ΕΤΣΙ 3 ] = Με. Σύμφωνα με το νόμο της δράσης των μαζών ταχύτηταςv Εμπρός και αντίστροφες αντιδράσεις πριν από την αλλαγή όγκου:
v και τα λοιπά = Κα 2 σι
v αρ = ΠΡΟΣ ΤΗΝ 1 Με 2 .
Μετά τη μείωση του όγκου ενός ομοιογενούς συστήματος κατά τρεις συντελεστές, η συγκέντρωση καθενός από τα αντιδρώντα θα αυξηθεί κατά τρεις φορές: [ΕΤΣΙ 2 ] = 3 ΕΝΑ , [ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 2 ] = 3 σι ; [ ΕΤΣΙ 3 ] = 3 Με . Σε νέες συγκεντρώσεις ταχύτηταςv ’ αντίδραση προς τα εμπρός και προς τα πίσω:
v ’ και τα λοιπά = ΠΡΟΣ ΤΗΝ (3 ΕΝΑ ) 2 (3 σι ) = 27 Κα 2 σι
v ’ αρ = ΠΡΟΣ ΤΗΝ 1 (3 Με ) 2 = 9 ΠΡΟΣ ΤΗΝ 1 Με 2
Από εδώ:
Κατά συνέπεια, ο ρυθμός της προς τα εμπρός αντίδρασης αυξήθηκε κατά 27 φορές και η αντίστροφη - μόνο εννέα φορές. Η ισορροπία του συστήματος έχει μετατοπιστεί προς την εκπαίδευσηΕΤΣΙ 3 .
Παράδειγμα 2 Υπολογίστε πόσες φορές θα αυξηθεί ο ρυθμός μιας αντίδρασης που διεξάγεται στην αέρια φάση με αύξηση της θερμοκρασίας από 30 σε 70 Ο C αν ο συντελεστής θερμοκρασίας της αντίδρασης είναι 2.
Λύση. Η εξάρτηση του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης από τη θερμοκρασία προσδιορίζεται από τον εμπειρικό κανόνα Van't Hoff σύμφωνα με τον τύπο:
Επομένως, ο ρυθμός αντίδρασηςν Τ 2 σε θερμοκρασία 70°C Ο Με μεγαλύτερη ταχύτητα αντίδρασηςν Τ 1 σε θερμοκρασία 30°C Ο Γ 16 φορές.
Παράδειγμα 3 Σταθερά ισορροπίας ομοιογενούς συστήματος:
CO(g) + H 2 O(g) = CO 2 (δ) + Η 2 (ΣΟΛ)
στα 850 Ο Το C ισούται με 1. Υπολογίστε τις συγκεντρώσεις όλων των ουσιών σε ισορροπία εάν οι αρχικές συγκεντρώσεις είναι: [CO] αναφ \u003d 3 mol / l, [Ν 2 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ] αναφ = 2 mol/l.
Λύση. Στην ισορροπία, οι ρυθμοί της μπροστινής και της αντίστροφης αντίδρασης είναι ίσοι, και ο λόγος των σταθερών αυτών των ρυθμών είναι σταθερός και ονομάζεται σταθερά ισορροπίας του δεδομένου συστήματος:
v pr = ΠΡΟΣ ΤΗΝ 1 [ΟΝΕΙΡΟ 2 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ]
v αρ = Κ 2 [CO 2 ][H 2 ]
Στην συνθήκη του προβλήματος δίνονται οι αρχικές συγκεντρώσεις, ενώ στην έκφρασηΠΡΟΣ ΤΗΝ R περιλαμβάνει μόνο τις συγκεντρώσεις ισορροπίας όλων των ουσιών του συστήματος. Ας υποθέσουμε ότι από τη στιγμή της ισορροπίας της συγκέντρωσης [СО 2 ] R = Χ φίλη αλήτη. Σύμφωνα με την εξίσωση του συστήματος, ο αριθμός των mol υδρογόνου που σχηματίζονται σε αυτή την περίπτωση θα είναι επίσηςΧ φίλη αλήτη. Για τον ίδιο αριθμό κρεατοελιών (Χ mol/l) CO και H 2 O ξοδεύτηκε για την εκπαίδευσηΧ κρεατοελιές CO 2 και Χ 2 . Επομένως, οι συγκεντρώσεις ισορροπίας και των τεσσάρων ουσιών είναι:
[CO 2
]
R = [Ν 2
]
R =
Χ
φίλη αλήτη;
[CO] R = (3 – Χ ) mol/l;
[Ν 2 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ] R = (2 – Χ ) mol/l.
Γνωρίζοντας τη σταθερά ισορροπίας, βρίσκουμε την τιμήΧ , και στη συνέχεια οι αρχικές συγκεντρώσεις όλων των ουσιών:
Έτσι, οι επιθυμητές συγκεντρώσεις ισορροπίας είναι:
[CO 2 ] R = 1,2 mol/l;
[Ν 2 ] R = 1,2 mol/l;
[CO] R \u003d 3 - 1,2 \u003d 1,8 mol / l;
[Ν 2 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ] R \u003d 2 - 1,2 \u003d 0,8 mol / l.
Παράδειγμα 4Σε μια ορισμένη θερμοκρασία, οι συγκεντρώσεις ισορροπίας στο σύστημα
2CO (g) + O 2 (g) ↔ 2CO 2 (g) ήταν: = 0,2 mol/l, = 0,32 mol/l, = 0,16 mol/l. Προσδιορίστε τη σταθερά ισορροπίας σε αυτή τη θερμοκρασία και τις αρχικές συγκεντρώσεις CO και O 2 εάν το αρχικό μείγμα δεν περιείχε CO 2 .
Λύση:
1). Εφόσον οι συγκεντρώσεις ισορροπίας δίνονται στην συνθήκη του προβλήματος, η σταθερά ισορροπίας είναι 2:
2). Εάν το αρχικό μείγμα δεν περιείχε CO 2, τότε τη στιγμή της χημικής ισορροπίας σχηματίστηκαν στο σύστημα 0,16 mol CO 2.
Σύμφωνα με το UHR:
2CO (g) + O 2 (g) ↔ 2CO 2 (g)
Ο σχηματισμός 0,16 mol CO 2 ξοδεύτηκε:
υ αντέδρασε (CO) \u003d υ (CO 2) \u003d 0,16 mol
υ αντέδρασε (O 2) \u003d 1/2υ (CO 2) \u003d 0,08 mol
Ως εκ τούτου,
υ αρχικό = υ αντέδρασε + υ ισορροπία
υ αρχικό (CO) \u003d 0,16 + 0,2 \u003d 0,36 mol
υ αρχικό (O 2) \u003d 0,08 + 0,32 \u003d 0,4 mol
|
Ουσία |
CO2 |
||
|
Γ αρχικό |
0,36 |
||
|
Ο Γ αντέδρασε |
0,16 |
0,08 |
0,16 |
|
C ισορροπία |
0,32 |
0,16 |
Παράδειγμα 5Προσδιορίστε τη συγκέντρωση ισορροπίας του HI στο σύστημα
H 2 (g) + I 2 (g) ↔ 2HI (g),
εάν σε κάποια θερμοκρασία η σταθερά ισορροπίας είναι 4, και οι αρχικές συγκεντρώσεις των H 2 , I 2 και HI είναι 1, 2 και 0 mol/l, αντίστοιχα.
Λύση. Έστω x mol/lΓΕΙΑ
|
Ουσία |
Η2 |
Ι 2 |
|
|
από το πρωτότυπο , mol/l |
|||
|
με proreact. , mol/l |
x/2 |
x/2 |
|
|
γ ίσο. , mol/l |
1x/2 |
PCl 5 (δ) = RS μεγάλο 3 (δ) +ΜΕ l 2(ΣΟΛ); Δ H= + 92,59 kJ. Πώς να αλλάξετε: α) θερμοκρασία; β) πίεση. γ) συγκέντρωση προκειμένου να μετατοπιστεί η ισορροπία προς μια άμεση αντίδραση - αποσύνθεσηPCl 5 ? Λύση. Μια μετατόπιση ή μετατόπιση στη χημική ισορροπία είναι μια αλλαγή στις συγκεντρώσεις ισορροπίας των αντιδρώντων ως αποτέλεσμα μιας αλλαγής σε μία από τις συνθήκες αντίδρασης. Η κατεύθυνση προς την οποία έχει μετατοπιστεί η ισορροπία καθορίζεται σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier: α) από την αντίδραση αποσύνθεσηςPCl 5 ενδόθερμος (Δ H > 0) τότε για να μετατοπιστεί η ισορροπία προς μια άμεση αντίδραση, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η θερμοκρασία. β) αφού στο σύστημα αυτό η επέκταση του PCl 5 οδηγεί σε αύξηση του όγκου (δύο αέρια μόρια σχηματίζονται από ένα μόριο αερίου), στη συνέχεια για να μετατοπιστεί η ισορροπία προς μια άμεση αντίδραση, είναι απαραίτητο να μειωθεί η πίεση. γ) η μετατόπιση της ισορροπίας προς την υποδεικνυόμενη κατεύθυνση μπορεί να επιτευχθεί ως αύξηση της συγκέντρωσης του RSμεγάλο 5 και μείωση της συγκέντρωσης του PCl 3 ή Cl 2 . |
Η μελέτη των παραμέτρων του συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των αρχικών ουσιών και προϊόντων αντίδρασης, μας επιτρέπει να ανακαλύψουμε ποιοι παράγοντες μετατοπίζουν τη χημική ισορροπία και οδηγούν στις επιθυμητές αλλαγές. Με βάση τα συμπεράσματα των Le Chatelier, Brown και άλλων επιστημόνων σχετικά με τις μεθόδους διεξαγωγής αναστρέψιμων αντιδράσεων, βασίζονται οι βιομηχανικές τεχνολογίες που καθιστούν δυνατή τη διεξαγωγή διαδικασιών που προηγουμένως φαινόταν αδύνατες και την απόκτηση οικονομικών οφελών.
Ποικιλία χημικών διεργασιών
Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του θερμικού αποτελέσματος, πολλές αντιδράσεις ταξινομούνται ως εξώθερμες ή ενδόθερμες. Τα πρώτα συμβαδίζουν με το σχηματισμό θερμότητας, για παράδειγμα, την οξείδωση του άνθρακα, την ενυδάτωση του πυκνού θειικού οξέος. Ο δεύτερος τύπος αλλαγών σχετίζεται με την απορρόφηση της θερμικής ενέργειας. Παραδείγματα ενδόθερμων αντιδράσεων: η αποσύνθεση ανθρακικού ασβεστίου με το σχηματισμό σβησμένου ασβέστη και διοξειδίου του άνθρακα, ο σχηματισμός υδρογόνου και άνθρακα κατά τη θερμική αποσύνθεση του μεθανίου. Στις εξισώσεις εξω- και ενδόθερμων διεργασιών, είναι απαραίτητο να υποδεικνύεται το θερμικό αποτέλεσμα. Η ανακατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων των ουσιών που αντιδρούν συμβαίνει σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Τέσσερις τύποι χημικών διεργασιών διακρίνονται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά των αντιδρώντων και των προϊόντων:
Για τον χαρακτηρισμό των διεργασιών, είναι σημαντική η πληρότητα της αλληλεπίδρασης των αντιδρώντων ενώσεων. Αυτό το χαρακτηριστικό αποτελεί τη βάση της διαίρεσης των αντιδράσεων σε αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες.
Αναστρεψιμότητα των αντιδράσεων
Οι αναστρέψιμες διεργασίες αποτελούν την πλειοψηφία των χημικών φαινομένων. Ο σχηματισμός τελικών προϊόντων από τα αντιδρώντα είναι μια άμεση αντίδραση. Αντίστροφα, οι αρχικές ουσίες λαμβάνονται από τα προϊόντα της αποσύνθεσης ή της σύνθεσής τους. Στο αντιδρών μίγμα, προκύπτει μια χημική ισορροπία, στην οποία λαμβάνονται τόσες ενώσεις όσες και τα αρχικά μόρια αποσυντίθενται. Σε αναστρέψιμες διεργασίες, αντί για το σύμβολο "=" μεταξύ των αντιδρώντων και των προϊόντων, χρησιμοποιούνται τα σύμβολα "↔" ή "⇌". Τα βέλη μπορεί να είναι άνισα σε μήκος, γεγονός που σχετίζεται με την κυριαρχία μιας από τις αντιδράσεις. Στις χημικές εξισώσεις, μπορούν να υποδεικνύονται αθροιστικά χαρακτηριστικά ουσιών (g - αέρια, w - υγρά, m - στερεά). Οι επιστημονικά τεκμηριωμένες μέθοδοι επηρεασμού των αναστρέψιμων διεργασιών έχουν μεγάλη πρακτική σημασία. Έτσι, η παραγωγή αμμωνίας έγινε κερδοφόρα αφού δημιουργήθηκαν συνθήκες που μετατοπίζουν την ισορροπία προς το σχηματισμό του προϊόντος στόχου: 3H 2 (g) + N 2 (g) ⇌ 2NH 3 (g). Τα μη αναστρέψιμα φαινόμενα οδηγούν στην εμφάνιση μιας αδιάλυτης ή ελαφρώς διαλυτής ένωσης, στο σχηματισμό ενός αερίου που φεύγει από τη σφαίρα της αντίδρασης. Αυτές οι διαδικασίες περιλαμβάνουν ανταλλαγή ιόντων, αποσύνθεση ουσιών.
Χημική ισορροπία και συνθήκες μετατόπισής της
Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά της μπροστινής και της αντίστροφης διαδικασίας. Ένα από αυτά είναι ο χρόνος. Η συγκέντρωση της ουσίας που λαμβάνεται για την αντίδραση μειώνεται σταδιακά και η τελική ένωση αυξάνεται. Η αντίδραση της προς τα εμπρός κατεύθυνσης είναι όλο και πιο αργή, η αντίστροφη διαδικασία κερδίζει ταχύτητα. Σε ένα συγκεκριμένο διάστημα, δύο αντίθετες διεργασίες συμβαίνουν ταυτόχρονα. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των ουσιών εμφανίζεται, αλλά οι συγκεντρώσεις δεν αλλάζουν. Ο λόγος είναι η δυναμική χημική ισορροπία που υπάρχει στο σύστημα. Η διατήρηση ή η τροποποίησή του εξαρτάται από:
- συνθήκες θερμοκρασίας?
- συγκεντρώσεις ένωσης;
- πίεση (για αέρια).
Μετατόπιση στη χημική ισορροπία
Το 1884, ο A. L. Le Chatelier, ένας εξαιρετικός επιστήμονας από τη Γαλλία, πρότεινε μια περιγραφή τρόπων για να βγει ένα σύστημα από μια κατάσταση δυναμικής ισορροπίας. Η μέθοδος βασίζεται στην αρχή της ισοπέδωσης της δράσης εξωτερικών παραγόντων. Ο Le Chatelier επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι προκύπτουν διεργασίες στο αντιδρών μίγμα που αντισταθμίζουν την επίδραση των εξωτερικών δυνάμεων. Η αρχή που διατυπώθηκε από έναν Γάλλο ερευνητή δηλώνει ότι μια αλλαγή των συνθηκών σε κατάσταση ισορροπίας ευνοεί την πορεία μιας αντίδρασης που αποδυναμώνει μια εξωτερική επίδραση. Η μετατόπιση ισορροπίας υπακούει σε αυτόν τον κανόνα, παρατηρείται όταν η σύνθεση, οι συνθήκες θερμοκρασίας και η πίεση αλλάζουν. Στη βιομηχανία χρησιμοποιούνται τεχνολογίες που βασίζονται σε ευρήματα επιστημόνων. Πολλές χημικές διεργασίες που θεωρήθηκαν ανέφικτες εκτελούνται χρησιμοποιώντας μεθόδους μετατόπισης της ισορροπίας.
Επιρροή συγκέντρωσης
Μια μετατόπιση στην ισορροπία συμβαίνει εάν ορισμένα συστατικά αφαιρεθούν από τη ζώνη αλληλεπίδρασης ή εισαχθούν πρόσθετα μέρη μιας ουσίας. Η απομάκρυνση των προϊόντων από το μείγμα αντίδρασης συνήθως προκαλεί αύξηση του ρυθμού σχηματισμού τους, ενώ η προσθήκη ουσιών, αντίθετα, οδηγεί στην κυρίαρχη αποσύνθεσή τους. Στη διαδικασία εστεροποίησης, το θειικό οξύ χρησιμοποιείται για αφυδάτωση. Όταν εισάγεται στη σφαίρα αντίδρασης, η απόδοση του οξικού μεθυλεστέρα αυξάνεται: CH 3 COOH + CH 3 OH ↔ CH 3 COOSH 3 + H 2 O. Εάν προσθέσετε οξυγόνο που αλληλεπιδρά με το διοξείδιο του θείου, τότε η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς το άμεση αντίδραση του σχηματισμού τριοξειδίου του θείου. Το οξυγόνο συνδέεται με μόρια SO 3, η συγκέντρωσή του μειώνεται, κάτι που είναι σύμφωνο με τον κανόνα του Le Chatelier για αναστρέψιμες διεργασίες.
Αλλαγή θερμοκρασίας
Οι διαδικασίες που συνοδεύουν την απορρόφηση ή την απελευθέρωση θερμότητας είναι ενδο- και εξώθερμες. Για να μετατοπιστεί η ισορροπία, χρησιμοποιείται θέρμανση ή αφαίρεση θερμότητας από το αντιδρών μίγμα. Η αύξηση της θερμοκρασίας συνοδεύεται από αύξηση του ρυθμού των ενδόθερμων φαινομένων στα οποία απορροφάται επιπλέον ενέργεια. Η ψύξη οδηγεί στο πλεονέκτημα των εξώθερμων διεργασιών που απελευθερώνουν θερμότητα. Κατά την αλληλεπίδραση του διοξειδίου του άνθρακα με τον άνθρακα, η θέρμανση συνοδεύεται από αύξηση της συγκέντρωσης του μονοξειδίου και η ψύξη οδηγεί στον κυρίαρχο σχηματισμό αιθάλης: CO 2 (g) + C (t) ↔ 2CO (g).
Επιρροή πίεσης
Η αλλαγή της πίεσης είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την αντίδραση μιγμάτων που περιλαμβάνουν αέριες ενώσεις. Θα πρέπει επίσης να δώσετε προσοχή στη διαφορά στους όγκους των αρχικών και προκύπτουσες ουσίες. Η μείωση της πίεσης οδηγεί σε μια κυρίαρχη εμφάνιση φαινομένων στα οποία ο συνολικός όγκος όλων των συστατικών αυξάνεται. Η αύξηση της πίεσης κατευθύνει τη διαδικασία προς την κατεύθυνση της μείωσης του όγκου ολόκληρου του συστήματος. Αυτό το σχέδιο παρατηρείται στην αντίδραση σχηματισμού αμμωνίας: 0,5N 2 (g) + 1,5H 2 (g) ⇌ NH 3 (g). Μια αλλαγή στην πίεση δεν θα επηρεάσει τη χημική ισορροπία σε εκείνες τις αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε σταθερό όγκο.
Βέλτιστες συνθήκες για την εφαρμογή της χημικής διαδικασίας
Η δημιουργία συνθηκών για τη μετατόπιση της ισορροπίας καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη των σύγχρονων χημικών τεχνολογιών. Η πρακτική χρήση της επιστημονικής θεωρίας συμβάλλει στην απόκτηση βέλτιστων αποτελεσμάτων παραγωγής. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι η παραγωγή αμμωνίας: 0,5N 2 (g) + 1,5H 2 (g) ⇌ NH 3 (g). Η αύξηση της περιεκτικότητας των μορίων N 2 και H 2 στο σύστημα είναι ευνοϊκή για τη σύνθεση μιας σύνθετης ουσίας από απλές. Η αντίδραση συνοδεύεται από απελευθέρωση θερμότητας, επομένως η μείωση της θερμοκρασίας θα προκαλέσει αύξηση της συγκέντρωσης του NH 3. Ο όγκος των αρχικών συστατικών είναι μεγαλύτερος από τον όγκο του προϊόντος στόχου. Μια αύξηση της πίεσης θα προσφέρει αύξηση της απόδοσης της NH 3 .
Υπό συνθήκες παραγωγής, επιλέγεται η βέλτιστη αναλογία όλων των παραμέτρων (θερμοκρασία, συγκέντρωση, πίεση). Επιπλέον, η περιοχή επαφής μεταξύ των αντιδρώντων έχει μεγάλη σημασία. Σε στερεά ετερογενή συστήματα, η αύξηση της επιφάνειας οδηγεί σε αύξηση του ρυθμού αντίδρασης. Οι καταλύτες αυξάνουν τον ρυθμό των μπροστινών και των αντίστροφων αντιδράσεων. Η χρήση ουσιών με τέτοιες ιδιότητες δεν οδηγεί σε αλλαγή της χημικής ισορροπίας, αλλά επιταχύνει την έναρξή της.
Κατάλογος εργασιών.
Εργασίες για προετοιμασία
Κάντε το τεστ για αυτές τις εργασίες
Επιστροφή στον κατάλογο εργασιών
Έκδοση για εκτύπωση και αντιγραφή σε MS Word
Η χημική ισορροπία στην αντίδραση μετατοπίζεται προς το σχηματισμό του προϊόντος της αντίδρασης στο
1) μείωση πίεσης
2) αύξηση της θερμοκρασίας
3) προσθήκη καταλύτη
4) προσθήκη υδρογόνου
Λύση.
Μια μείωση της πίεσης (εξωτερική επιρροή) θα οδηγήσει σε αύξηση των διεργασιών αύξησης της πίεσης, πράγμα που σημαίνει ότι η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς έναν μεγαλύτερο αριθμό αερίων σωματιδίων (τα οποία δημιουργούν πίεση), δηλ. προς τα αντιδραστήρια.
Με αύξηση της θερμοκρασίας (εξωτερική επιρροή), το σύστημα θα τείνει να μειώσει τη θερμοκρασία, πράγμα που σημαίνει ότι η διαδικασία απορρόφησης θερμότητας εντείνεται. η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς μια ενδόθερμη αντίδραση, δηλ. προς τα αντιδραστήρια.
Η προσθήκη υδρογόνου (εξωτερική επιρροή) θα οδηγήσει σε αύξηση των διεργασιών που καταναλώνουν υδρογόνο, δηλ. η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς το γινόμενο της αντίδρασης
Απάντηση: 4
Πηγή: Yandex: USE εκπαιδευτική εργασία στη χημεία. Επιλογή 1.
Η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αρχικά υλικά όταν
1) μείωση πίεσης
2) θέρμανση
3) η εισαγωγή ενός καταλύτη
4) προσθήκη υδρογόνου
Λύση.
Η αρχή του Le Chatelier - εάν ένα σύστημα σε ισορροπία ενεργείται από έξω, αλλάζοντας οποιαδήποτε από τις συνθήκες ισορροπίας (θερμοκρασία, πίεση, συγκέντρωση), τότε οι διαδικασίες που στοχεύουν στην αντιστάθμιση των εξωτερικών επιρροών εντείνονται στο σύστημα.
Μια μείωση της πίεσης (εξωτερική επιρροή) θα οδηγήσει σε αύξηση των διεργασιών αύξησης της πίεσης, πράγμα που σημαίνει ότι η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς έναν μεγαλύτερο αριθμό αερίων σωματιδίων (τα οποία δημιουργούν πίεση), δηλ. προς τα προϊόντα αντίδρασης.
Με αύξηση της θερμοκρασίας (εξωτερική επιρροή), το σύστημα θα τείνει να μειώσει τη θερμοκρασία, πράγμα που σημαίνει ότι η διαδικασία απορρόφησης θερμότητας εντείνεται. η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς μια ενδόθερμη αντίδραση, δηλ. προς τα προϊόντα αντίδρασης.
Ο καταλύτης δεν επηρεάζει τη μετατόπιση ισορροπίας
Η προσθήκη υδρογόνου (εξωτερική επιρροή) θα οδηγήσει σε αύξηση των διεργασιών που καταναλώνουν υδρογόνο, δηλ. η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση των αρχικών ουσιών
Απάντηση: 4
Πηγή: Yandex: USE εκπαιδευτική εργασία στη χημεία. Επιλογή 2.
Ντμίτρι Κολόμιετς 11.12.2016 17:35
4 δεν μπορεί να είναι σωστό. Όταν προστεθεί υδρογόνο, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση της κατανάλωσης του - προς την κατεύθυνση των προϊόντων αντίδρασης
Αλεξάντερ Ιβάνοφ
Μένει να καταλάβουμε ποιο μέρος της εξίσωσης ΠΡΟΪΟΝΤΑ
Στο σύστημα
η μετατόπιση της χημικής ισορροπίας προς τα δεξιά θα συμβάλει
1) μείωση του temp-pe-ra-tu-ry
2) αύξηση της συγκέντρωσης του οξειδίου του άνθρακα-le-ro-da (II)
3) αύξηση της πίεσης
4) μείωση της συγκέντρωσης του χλωρίου
Λύση.
Είναι απαραίτητο να αναλύσετε την αντίδραση και να μάθετε ποιοι παράγοντες θα συμβάλουν στη μετατόπιση της ισορροπίας προς τα δεξιά. Η αντίδραση είναι en-do-ter-mi-che-sky, πηγαίνει με αύξηση του όγκου των αέριων προϊόντων, ομοιογενών, που εμφανίζονται στην αέρια φάση. Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier σχετικά με την εξωτερική δράση, το σύστημα αποδίδει υπέρ της δράσης. Επομένως, είναι δυνατό να μετακινήσετε την ισορροπία προς τα δεξιά εάν αυξήσετε τη θερμοκρασία, μειώσετε την πίεση, αυξήσετε τη συγκέντρωση των αρχικών ουσιών ή μειώσετε τον αριθμό των αντιδράσεων των προϊόντων. Συγκρίνοντας αυτές τις παραμέτρους με τις επιλογές από-ve-tov, επιλέγουμε την απάντηση Νο. 4.
Απάντηση: 4
Η μετατόπιση της χημικής ισορροπίας προς τα αριστερά στην αντίδραση
θα συνεισφέρει
1) μείωση της συγκέντρωσης χλωρίου
2) μείωση της συγκέντρωσης υδροχλωρίου
3) αύξηση πίεσης
4) μείωση της θερμοκρασίας
Λύση.
Ο αντίκτυπος σε ένα σύστημα που βρίσκεται σε ισορροπία συνοδεύεται από αντίθεση από την πλευρά του. Με τη μείωση της συγκέντρωσης των αρχικών ουσιών, η ισορροπία μετατοπίζεται προς το σχηματισμό αυτών των ουσιών, δηλ. αριστερά.
