>> Chemistry: Chemical equilibrium at mga paraan upang ilipat ito Sa mga reversible na proseso, ang rate ng isang direktang reaksyon sa simula ay pinakamataas, at pagkatapos ay bumababa dahil sa katotohanan na ang mga konsentrasyon ng mga paunang sangkap na natupok at ang pagbuo ng mga produkto ng reaksyon ay bumababa. Sa kabaligtaran, ang rate ng reverse reaction, na minimal sa simula, ay tumataas habang tumataas ang konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon. Sa wakas, darating ang isang sandali kapag ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay.
Ang estado ng isang kemikal na nababaligtad na proseso ay tinatawag na chemical equilibrium kung ang rate ng pasulong na reaksyon ay katumbas ng rate ng reverse reaction.
Ang chemical equilibrium ay dynamic (mobile), dahil kapag nangyari ito, ang reaksyon ay hindi hihinto, tanging ang mga konsentrasyon ng mga bahagi ay nananatiling hindi nagbabago, iyon ay, para sa isang yunit ng oras, ang parehong dami ng mga produkto ng reaksyon ay nabuo na nagiging panimulang sangkap. Sa pare-parehong temperatura at presyon, ang ekwilibriyo ng isang nababaligtad na reaksyon ay maaaring mapanatili nang walang katiyakan.
Sa produksyon, madalas silang interesado sa nangingibabaw na daloy ng direktang reaksyon. Halimbawa, sa paggawa ng ammonia, sulfur oxide (VI). nitric oxide (II). Paano makuha ang sistema mula sa estado ng ekwilibriyo? Paano ito naaapektuhan ng pagbabago sa mga panlabas na kondisyon kung saan nagaganap ang isang partikular na nababalikang proseso ng kemikal?
Nilalaman ng aralin buod ng aralin suporta frame lesson presentation accelerative methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay mga workshop sa pagsusuri sa sarili, mga pagsasanay, mga kaso, mga quests mga tanong sa talakayan sa araling-bahay, mga tanong na retorika mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga larawan, mga larawang graphics, mga talahanayan, mga scheme ng katatawanan, mga anekdota, mga biro, komiks, mga talinghaga, mga kasabihan, mga crossword puzzle, mga quote Mga add-on mga abstract articles chips for inquisitive cheat sheets textbooks basic and additional glossary of terms other Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa aklat-aralin na mga elemento ng pagbabago sa aralin na pinapalitan ng mga bago ang hindi na ginagamit na kaalaman Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa taon na mga rekomendasyong pamamaraan ng programa ng talakayan Pinagsanib na AralinMga Paksa ng Codifier: nababaligtad at hindi maibabalik na mga reaksyon. balanse ng kemikal. Pag-alis ng balanse ng kemikal sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan.
Ayon sa posibilidad ng isang baligtad na reaksyon, ang mga kemikal na reaksyon ay nahahati sa mababalik at hindi maibabalik.
Nababaligtad na mga reaksiyong kemikal ay mga reaksyon na ang mga produkto, sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon, ay maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa.
hindi maibabalik na mga reaksyon Ito ay mga reaksyon na ang mga produkto sa ilalim ng mga partikular na kondisyon ay hindi maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa.
Higit pang mga detalye tungkol sa klasipikasyon ng mga reaksiyong kemikal mababasa.
Ang posibilidad ng pakikipag-ugnayan ng produkto ay depende sa mga kondisyon ng proseso.
Kaya kung ang sistema bukas, ibig sabihin. nagpapalitan ng parehong bagay at enerhiya sa kapaligiran, pagkatapos ay ang mga kemikal na reaksyon kung saan, halimbawa, ang mga gas ay nabuo, ay hindi na maibabalik. Halimbawa , kapag nag-calcine ng solid sodium bikarbonate:
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
ang gaseous na carbon dioxide ay ilalabas at magwawala mula sa reaction zone. Samakatuwid, tulad ng isang reaksyon ay hindi maibabalik sa ilalim ng mga kundisyong ito. Kung ating isasaalang-alang saradong sistema , na hindi pwede makipagpalitan ng bagay sa kapaligiran (halimbawa, isang saradong kahon kung saan nagaganap ang reaksyon), kung gayon ang carbon dioxide ay hindi makakatakas mula sa zone ng reaksyon, at makikipag-ugnayan sa tubig at sodium carbonate, kung gayon ang reaksyon ay mababaligtad sa ilalim mga kondisyong ito:
2NaHCO 3 ⇔ Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
Isipin mo nababaligtad na mga reaksyon. Hayaang magpatuloy ang mababalik na reaksyon ayon sa scheme:
aA + bB = cC + dD
Ang rate ng direktang reaksyon ayon sa batas ng mass action ay tinutukoy ng expression: v 1 =k 1 ·C A a ·C B b , ang rate ng reverse reaction: v 2 =k 2 ·C C c ·C D d . Kung sa paunang sandali ng reaksyon ay walang mga sangkap na C at D sa system, kung gayon ang mga particle A at B ay pangunahing nagbanggaan at nakikipag-ugnayan, at ang isang nakararami na direktang reaksyon ay nangyayari. Unti-unti, ang konsentrasyon ng mga particle C at D ay magsisimula ring tumaas, samakatuwid, ang rate ng reverse reaction ay tataas. Sa isang punto ang rate ng pasulong na reaksyon ay nagiging katumbas ng rate ng reverse reaksyon. Ang estadong ito ay tinatawag ekwilibriyo ng kemikal .
kaya, ekwilibriyo ng kemikal ay ang estado ng sistema kung saan ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay pantay .
kasi ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay pantay, ang rate ng pagbuo ng mga sangkap ay katumbas ng rate ng kanilang pagkonsumo, at ang kasalukuyang ang mga konsentrasyon ng mga sangkap ay hindi nagbabago . Ang ganitong mga konsentrasyon ay tinatawag balanse .
Tandaan na sa ekwilibriyo parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon, iyon ay, ang mga reactant ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ngunit ang mga produkto ay nakikipag-ugnayan din sa parehong rate. Kasabay nito, ang mga panlabas na kadahilanan ay maaaring makaimpluwensya shift chemical equilibrium sa isang direksyon o iba pa. Samakatuwid, ang chemical equilibrium ay tinatawag na mobile, o dynamic.
Ang pananaliksik sa larangan ng paglipat ng balanse ay nagsimula noong ika-19 na siglo. Sa mga akda ni Henri Le Chatelier, inilatag ang mga pundasyon ng teorya, na kalaunan ay na-generalize ng siyentipikong si Karl Brown. Ang prinsipyo ng paglipat ng balanse, o ang prinsipyo ng Le Chatelier-Brown, ay nagsasaad:
Kung ang sistema, na nasa isang estado ng balanse, ay apektado ng isang panlabas na kadahilanan na nagbabago sa alinman sa mga kondisyon ng ekwilibriyo, kung gayon ang mga proseso na naglalayong bayaran ang panlabas na impluwensya ay pinahusay sa sistema.
Sa madaling salita: sa ilalim ng panlabas na impluwensya sa sistema, ang ekwilibriyo ay lilipat sa paraang mabayaran ang panlabas na impluwensyang ito.
Ang prinsipyong ito, na napakahalaga, ay gumagana para sa anumang equilibrium phenomena (hindi lamang mga reaksiyong kemikal). Gayunpaman, isasaalang-alang natin ngayon ito kaugnay ng mga pakikipag-ugnayan ng kemikal. Sa kaso ng mga reaksiyong kemikal, ang panlabas na pagkilos ay humahantong sa isang pagbabago sa mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga sangkap.
Tatlong pangunahing salik ang maaaring makaapekto sa mga reaksiyong kemikal sa ekwilibriyo: temperatura, presyon, at konsentrasyon ng mga reactant o produkto.
1. Tulad ng alam mo, ang mga reaksiyong kemikal ay sinamahan ng isang thermal effect. Kung ang direktang reaksyon ay nagpapatuloy sa pagpapalabas ng init (exothermic, o + Q), kung gayon ang kabaligtaran na reaksyon ay nagpapatuloy sa pagsipsip ng init (endothermic, o -Q), at kabaliktaran. Kung itataas mo temperatura sa sistema, lilipat ang ekwilibriyo upang mabayaran ang pagtaas na ito. Ito ay lohikal na sa isang exothermic reaksyon, ang pagtaas ng temperatura ay hindi maaaring mabayaran. Kaya, habang tumataas ang temperatura, ang balanse sa sistema ay lumilipat patungo sa pagsipsip ng init, i.e. patungo sa mga endothermic na reaksyon (-Q); na may pagbaba ng temperatura - sa direksyon ng isang exothermic reaksyon (+ Q).
2. Sa kaso ng mga reaksyon ng ekwilibriyo, kapag ang hindi bababa sa isa sa mga sangkap ay nasa yugto ng gas, ang ekwilibriyo ay lubos ding naaapektuhan ng pagbabago. presyon sa sistema. Kapag tumaas ang presyon, sinusubukan ng sistema ng kemikal na bayaran ang epektong ito, at pinapataas ang rate ng reaksyon, kung saan bumababa ang dami ng mga gas na sangkap. Kapag nabawasan ang presyon, pinapataas ng system ang rate ng reaksyon, kung saan mas maraming molekula ng mga gas na sangkap ang nabuo. Kaya: sa pagtaas ng presyon, ang balanse ay lumilipat patungo sa pagbaba sa bilang ng mga molekula ng gas, na may pagbaba sa presyon - patungo sa pagtaas ng bilang ng mga molekula ng gas.
Tandaan! Ang mga sistema kung saan ang bilang ng mga molekula ng mga reactant na gas at mga produkto ay pareho ay hindi apektado ng presyon! Gayundin, ang isang pagbabago sa presyon ay halos hindi nakakaapekto sa balanse sa mga solusyon, i.e. sa mga reaksyon kung saan walang mga gas.
3. Gayundin, ang ekwilibriyo sa mga sistema ng kemikal ay apektado ng pagbabago konsentrasyon mga reactant at produkto. Habang tumataas ang konsentrasyon ng mga reactant, sinusubukan ng system na gamitin ang mga ito at pinapataas ang rate ng pasulong na reaksyon. Sa isang pagbawas sa konsentrasyon ng mga reagents, sinusubukan ng system na maipon ang mga ito, at ang rate ng reverse reaction ay tumataas. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng mga produkto, sinusubukan din ng system na gamitin ang mga ito, at pinapataas ang rate ng reverse reaction. Sa isang pagbawas sa konsentrasyon ng mga produkto, pinapataas ng sistema ng kemikal ang rate ng kanilang pagbuo, i.e. ang bilis ng pasulong na reaksyon.
Kung sa isang chemical system tumataas ang rate ng pasulong na reaksyon tama , tungo sa pagbuo ng mga produkto at pagkonsumo ng reagent . Kung ang tumataas ang rate ng reverse reaction, sinasabi namin na ang balanse ay nagbago pa-kaliwa , patungo sa pagkonsumo ng pagkain at pagtaas ng konsentrasyon ng mga reagents .
Halimbawa, sa reaksyon ng ammonia synthesis:
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 + Q
ang isang pagtaas sa presyon ay humahantong sa isang pagtaas sa rate ng reaksyon, kung saan ang isang mas maliit na bilang ng mga molekula ng gas ay nabuo, i.e. direktang reaksyon (ang bilang ng mga molekula ng reactant na gas ay 4, ang bilang ng mga molekula ng gas sa mga produkto ay 2). Habang tumataas ang presyon, lumilipat ang ekwilibriyo sa kanan, patungo sa mga produkto. Sa pagtaas ng temperatura magbabago ang balanse patungo sa isang endothermic na reaksyon, ibig sabihin. sa kaliwa, patungo sa mga reagents. Ang pagtaas sa konsentrasyon ng nitrogen o hydrogen ay maglilipat ng ekwilibriyo patungo sa kanilang pagkonsumo, i.e. sa kanan, patungo sa mga produkto.
Catalyst hindi nakakaapekto sa balanse, dahil pinapabilis ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon.
Equilibrium ng kemikal at ang mga prinsipyo ng pag-aalis nito (prinsipyo ng Le Chatelier)
Sa mga nababagong reaksyon, sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, maaaring mangyari ang isang estado ng chemical equilibrium. Ito ang estado kung saan ang rate ng reverse reaction ay nagiging katumbas ng rate ng forward reaction. Ngunit upang mailipat ang ekwilibriyo sa isang direksyon o iba pa, kinakailangan na baguhin ang mga kondisyon para sa reaksyon. Ang prinsipyo ng paglilipat ng ekwilibriyo ay ang prinsipyo ng Le Chatelier.
Mga pangunahing probisyon:
1. Ang panlabas na epekto sa isang sistema na nasa estado ng ekwilibriyo ay humahantong sa pagbabago sa ekwilibriyong ito sa direksyon kung saan humina ang epekto ng ginawang epekto.
2. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng isa sa mga tumutugon na sangkap, ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa pagkonsumo ng sangkap na ito, na may pagbaba sa konsentrasyon, ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa pagbuo ng sangkap na ito.
3. Sa pagtaas ng presyon, ang balanse ay lumilipat patungo sa pagbaba sa dami ng mga gas na sangkap, iyon ay, patungo sa pagbaba ng presyon; kapag bumababa ang presyon, ang ekwilibriyo ay nagbabago sa direksyon ng pagtaas ng dami ng mga gas na sangkap, iyon ay, sa direksyon ng pagtaas ng presyon. Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang bilang ng mga molekula ng mga gas na sangkap, kung gayon ang presyon ay hindi nakakaapekto sa posisyon ng balanse sa sistemang ito.
4. Sa pagtaas ng temperatura, ang equilibrium ay lumilipat patungo sa isang endothermic na reaksyon, na may pagbaba sa temperatura - patungo sa isang exothermic na reaksyon.
Para sa mga prinsipyo, pinasasalamatan namin ang manwal na "The Beginnings of Chemistry" Kuzmenko N.E., Eremin V.V., Popkov V.A.
GAMITIN ang mga takdang-aralin para sa chemical equilibrium (dating A21)
Gawain bilang 1.
H2S(g) ↔ H2(g) + S(g) - Q
1. Nakaka-pressure
2. Pagtaas ng temperatura
3. pagbabawas ng presyon
Paliwanag: upang magsimula, isaalang-alang ang reaksyon: ang lahat ng mga sangkap ay mga gas at sa kanang bahagi ay may dalawang molekula ng mga produkto, at sa kaliwang bahagi mayroon lamang isa, ang reaksyon ay endothermic din (-Q). Samakatuwid, isaalang-alang ang pagbabago sa presyon at temperatura. Kailangan natin ang equilibrium upang lumipat patungo sa mga produkto ng reaksyon. Kung tataas natin ang presyon, kung gayon ang balanse ay lilipat patungo sa isang pagbawas sa dami, iyon ay, patungo sa mga reagents - hindi ito angkop sa atin. Kung tataas natin ang temperatura, ang equilibrium ay lilipat patungo sa endothermic na reaksyon, sa ating kaso patungo sa mga produkto, na kung ano ang kinakailangan. Ang tamang sagot ay 2.
Gawain bilang 2.
Equilibrium ng kemikal sa sistema
SO3(g) + NO(g) ↔ SO2(g) + NO2(g) - Q
lilipat patungo sa pagbuo ng mga reagents sa:
1. Pagtaas ng NO concentration
2. Pagtaas ng konsentrasyon ng SO2
3. Pagtaas ng temperatura
4. Pagtaas ng presyon
Paliwanag: ang lahat ng mga sangkap ay mga gas, ngunit ang mga volume sa kanan at kaliwang bahagi ng equation ay pareho, kaya ang presyon ay hindi makakaapekto sa ekwilibriyo sa sistema. Isaalang-alang ang pagbabago sa temperatura: habang tumataas ang temperatura, lumilipat ang ekwilibriyo patungo sa isang endothermic na reaksyon, patungo lamang sa mga reactant. Ang tamang sagot ay 3.
Gawain bilang 3.
Sa sistema
2NO2(g) ↔ N2O4(g) + Q
ang paglipat ng ekwilibriyo sa kaliwa ay makakatulong sa
1. Pagtaas ng presyon
2. Pagtaas ng konsentrasyon ng N2O4
3. Pagbaba ng temperatura
4. Pagpapakilala ng katalista
Paliwanag: Bigyang-pansin natin ang katotohanan na ang mga volume ng mga gas na sangkap sa kanan at kaliwang bahagi ng equation ay hindi pantay, samakatuwid, ang pagbabago sa presyon ay makakaapekto sa ekwilibriyo sa sistemang ito. Lalo na, na may pagtaas ng presyon, ang balanse ay lumilipat patungo sa pagbawas sa dami ng mga gas na sangkap, iyon ay, sa kanan. Hindi bagay sa atin. Ang reaksyon ay exothermic, samakatuwid, ang pagbabago sa temperatura ay makakaapekto rin sa equilibrium ng system. Habang bumababa ang temperatura, lilipat ang ekwilibriyo patungo sa exothermic reaction, iyon ay, sa kanan din. Sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng N2O4, ang balanse ay lumilipat patungo sa pagkonsumo ng sangkap na ito, iyon ay, sa kaliwa. Ang tamang sagot ay 2.
Gawain bilang 4.
Sa reaksyon
2Fe(t) + 3H2O(g) ↔ 2Fe2O3(t) + 3H2(g) - Q
ang ekwilibriyo ay lilipat patungo sa mga produkto ng reaksyon
1. Nakaka-pressure
2. Pagdaragdag ng isang katalista
3. Pagdaragdag ng bakal
4. Pagdaragdag ng tubig
Paliwanag: ang bilang ng mga molekula sa kanan at kaliwang panig ay pareho, kaya ang pagbabago sa presyon ay hindi makakaapekto sa ekwilibriyo sa sistemang ito. Isaalang-alang ang isang pagtaas sa konsentrasyon ng bakal - ang balanse ay dapat lumipat patungo sa pagkonsumo ng sangkap na ito, iyon ay, sa kanan (patungo sa mga produkto ng reaksyon). Ang tamang sagot ay 3.
Gawain bilang 5.
Ekwilibriyo ng kemikal
H2O(g) + C(t) ↔ H2(g) + CO(g) - Q
lilipat patungo sa pagbuo ng mga produkto sa kaso ng
1. Pagpapalakas ng presyon
2. Pagtaas ng temperatura
3. Pagtaas ng oras ng proseso
4. Mga Aplikasyon ng Catalyst
Paliwanag: ang pagbabago sa presyon ay hindi makakaapekto sa ekwilibriyo sa isang partikular na sistema, dahil hindi lahat ng mga sangkap ay gas. Habang tumataas ang temperatura, lumilipat ang balanse patungo sa endothermic na reaksyon, iyon ay, sa kanan (sa direksyon ng pagbuo ng mga produkto). Ang tamang sagot ay 2.
Gawain bilang 6.
Habang tumataas ang presyon, lilipat ang balanse ng kemikal patungo sa mga produkto sa system:
1. CH4(g) + 3S(t) ↔ CS2(g) + 2H2S(g) - Q
2. C(t) + CO2(g) ↔ 2CO(g) - Q
3. N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) + Q
4. Ca(HCO3)2(t) ↔ CaCO3(t) + CO2(g) + H2O(g) - Q
Paliwanag: ang pagbabago sa presyon ay hindi nakakaapekto sa mga reaksyon 1 at 4, kaya hindi lahat ng mga sangkap na kasangkot ay gas, sa equation 2 ang bilang ng mga molekula sa kanan at kaliwang panig ay pareho, kaya ang presyon ay hindi maaapektuhan. Nananatili ang equation 3. Suriin natin: sa pagtaas ng presyon, ang ekwilibriyo ay dapat lumipat patungo sa pagbaba sa dami ng mga gas na sangkap (4 na molekula sa kanan, 2 molekula sa kaliwa), iyon ay, patungo sa mga produkto ng reaksyon. Ang tamang sagot ay 3.
Gawain bilang 7.
Hindi nakakaapekto sa paglipat ng balanse
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) - Q
1. Pressurizing at pagdaragdag ng katalista
2. Pagtaas ng temperatura at pagdaragdag ng hydrogen
3. Pagbaba ng temperatura at pagdaragdag ng hydrogen iodine
4. Pagdaragdag ng yodo at pagdaragdag ng hydrogen
Paliwanag: sa kanan at kaliwang bahagi, ang mga halaga ng mga gas na sangkap ay pareho, samakatuwid, ang pagbabago sa presyon ay hindi makakaapekto sa balanse sa sistema, at ang pagdaragdag ng isang katalista ay hindi rin makakaapekto, dahil sa sandaling magdagdag tayo ng isang katalista. , ang direktang reaksyon ay bibilis, at pagkatapos ay agad na maibabalik ang kabaligtaran at ang ekwilibriyo sa sistema . Ang tamang sagot ay 1.
Gawain bilang 8.
Upang ilipat ang ekwilibriyo sa kanan sa reaksyon
2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g); ∆H°<0
kailangan
1. Pagpapakilala ng katalista
2. Pagbaba ng temperatura
3. Pagbabawas ng presyon
4. Nabawasan ang konsentrasyon ng oxygen
Paliwanag: ang pagbaba sa konsentrasyon ng oxygen ay hahantong sa pagbabago sa ekwilibriyo patungo sa mga reactant (sa kaliwa). Ang pagbaba ng presyon ay maglilipat ng ekwilibriyo sa direksyon ng pagbaba ng dami ng mga gas na sangkap, iyon ay, sa kanan. Ang tamang sagot ay 3.
Gawain bilang 9.
Ang ani ng produkto sa exothermic reaction
2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g)
na may sabay-sabay na pagtaas ng temperatura at pagbaba ng presyon
1. Taasan
2. Bawasan
3. Hindi magbabago
4. Unang pagtaas, pagkatapos ay pagbaba
Paliwanag: kapag ang temperatura ay tumaas, ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa isang endothermic na reaksyon, iyon ay, patungo sa mga produkto, at kapag ang presyon ay bumababa, ang balanse ay lumilipat patungo sa isang pagtaas sa dami ng mga gas na sangkap, iyon ay, din sa kaliwa. Samakatuwid, ang ani ng produkto ay bababa. Ang tamang sagot ay 2.
Gawain bilang 10.
Pagtaas ng ani ng methanol sa reaksyon
CO + 2H2 ↔ CH3OH + Q
nagpo-promote
1. Pagtaas ng temperatura
2. Pagpapakilala ng katalista
3. Pagpapakilala ng isang inhibitor
4. Pagtaas ng presyon
Paliwanag: kapag tumaas ang presyon, lumilipat ang ekwilibriyo patungo sa isang endothermic na reaksyon, iyon ay, patungo sa mga reactant. Ang pagtaas ng presyon ay nagbabago ng balanse patungo sa pagbaba sa dami ng mga gas na sangkap, iyon ay, patungo sa pagbuo ng methanol. Ang tamang sagot ay 4.
Mga gawain para sa malayang desisyon (mga sagot sa ibaba)
1. Sa sistema
CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) + Q
ang pagbabago sa ekwilibriyong kemikal patungo sa mga produkto ng reaksyon ay mag-aambag sa
1. Bawasan ang presyon
2. Pagtaas ng temperatura
3. Pagtaas ng konsentrasyon ng carbon monoxide
4. Pagtaas ng konsentrasyon ng hydrogen
2. Sa aling sistema, sa pagtaas ng presyon, lumilipat ang ekwilibriyo patungo sa mga produkto ng reaksyon
1. 2CO2(g) ↔ 2CO(g) + O2(g)
2. С2Н4 (g) ↔ С2Н2 (g) + Н2 (g)
3. PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g)
4. H2(g) + Cl2(g) ↔ 2HCl(g)
3. Chemical equilibrium sa system
2HBr(g) ↔ H2(g) + Br2(g) - Q
lilipat patungo sa mga produkto ng reaksyon sa
1. Nakaka-pressure
2. Pagtaas ng temperatura
3. pagbabawas ng presyon
4. Paggamit ng isang katalista
4. Chemical equilibrium sa system
C2H5OH + CH3COOH ↔ CH3COOC2H5 + H2O + Q
lumilipat patungo sa mga produkto ng reaksyon sa
1. Pagdaragdag ng tubig
2. Pagbabawas ng konsentrasyon ng acetic acid
3. Pagtaas ng konsentrasyon ng eter
4. Kapag tinatanggal ang ester
5. Chemical equilibrium sa system
2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) + Q
lumilipat patungo sa pagbuo ng produkto ng reaksyon sa
1. Nakaka-pressure
2. Pagtaas ng temperatura
3. pagbabawas ng presyon
4. Aplikasyon ng katalista
6. Chemical equilibrium sa system
CO2 (g) + C (tv) ↔ 2CO (g) - Q
lilipat patungo sa mga produkto ng reaksyon sa
1. Nakaka-pressure
2. Pagbaba ng temperatura
3. Pagtaas ng konsentrasyon ng CO
4. Pagtaas ng temperatura
7. Ang pagbabago ng presyon ay hindi makakaapekto sa estado ng chemical equilibrium sa system
1. 2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g)
2. N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
3. 2CO(g) + O2(g) ↔ 2CO2(g)
4. N2(g) + O2(g) ↔ 2NO(g)
8. Sa aling sistema, sa pagtaas ng presyon, lilipat ang ekwilibriyong kemikal patungo sa mga panimulang sangkap?
1. N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) + Q
2. N2O4(g) ↔ 2NO2(g) - Q
3. CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g) - Q
4. 4HCl(g) + O2(g) ↔ 2H2O(g) + 2Cl2(g) + Q
9. Chemical equilibrium sa system
C4H10(g) ↔ C4H6(g) + 2H2(g) - Q
lilipat patungo sa mga produkto ng reaksyon sa
1. Pagtaas ng temperatura
2. Pagbaba ng temperatura
3. Paggamit ng isang katalista
4. Pagbabawas ng konsentrasyon ng butane
10. Sa estado ng chemical equilibrium sa system
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) -Q
hindi nakakaapekto
1. Pagtaas ng presyon
2. Pagtaas ng konsentrasyon ng yodo
3. Pagtaas ng temperatura
4. Pagbaba ng temperatura
Mga Gawain para sa 2016
1. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng equation ng isang kemikal na reaksyon at ang pagbabago sa kemikal na ekwilibriyo sa pagtaas ng presyon sa system.
Reaction equation Paglipat ng ekwilibriyong kemikal
A) N2 (g) + O2 (g) ↔ 2NO (g) - Q 1. Lumilipat patungo sa direktang reaksyon
B) N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g) - Q 2. Lumilipat patungo sa reverse reaction
C) CaCO3 (tv) ↔ CaO (tv) + CO2 (g) - Q 3. Walang equilibrium shift
D) Fe3O4(s) + 4CO(g) ↔ 3Fe(s) + 4CO2(g) + Q
2. Magtatag ng pagsusulatan sa pagitan ng mga panlabas na impluwensya sa system:
CO2 (g) + C (tv) ↔ 2CO (g) - Q
at paglilipat ng ekwilibriyong kemikal.
A. Pagtaas ng konsentrasyon ng CO 1. Palipat-lipat patungo sa direktang reaksyon
B. Pagbaba ng presyon 3. Walang pagbabago sa ekwilibriyo
3. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga panlabas na impluwensya sa sistema
HCOOH(l) + C5H5OH(l) ↔ HCOOC2H5(l) + H2O(l) + Q
Panlabas na impluwensya Pag-alis ng ekwilibriyong kemikal
A. Pagdaragdag ng HCOOH 1. Lumilipat patungo sa pasulong na reaksyon
B. Dilution sa tubig 3. Walang pagbabago sa ekwilibriyo na nagaganap
D. Pagtaas ng temperatura
4. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga panlabas na impluwensya sa sistema
2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) + Q
at pagbabago sa ekwilibriyong kemikal.
Panlabas na impluwensya Pag-alis ng ekwilibriyong kemikal
A. Pagbaba ng presyon 1. Palipat-lipat patungo sa direktang reaksyon
B. Pagtaas ng temperatura 2. Paglipat patungo sa reverse reaction
B. Pagtaas ng temperatura ng NO2 3. Walang nangyayaring equilibrium shift
D. karagdagan ng O2
5. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga panlabas na impluwensya sa sistema
4NH3(g) + 3O2(g) ↔ 2N2(g) + 6H2O(g) + Q
at pagbabago sa ekwilibriyong kemikal.
Panlabas na impluwensya Pag-alis ng ekwilibriyong kemikal
A. Pagbaba ng temperatura 1. Lumipat patungo sa direktang reaksyon
B. Pagtaas ng presyon 2. Palipat-lipat patungo sa reverse reaction
B. Pagtaas ng konsentrasyon sa ammonia 3. Walang pagbabago sa ekwilibriyo
D. Pag-alis ng singaw ng tubig
6. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga panlabas na impluwensya sa sistema
WO3(s) + 3H2(g) ↔ W(s) + 3H2O(g) + Q
at pagbabago sa ekwilibriyong kemikal.
Panlabas na impluwensya Pag-alis ng ekwilibriyong kemikal
A. Pagtaas ng temperatura 1. Palipat-lipat patungo sa direktang reaksyon
B. Pagtaas ng presyon 2. Palipat-lipat patungo sa reverse reaction
B. Paggamit ng catalyst 3. Walang nangyayaring equilibrium shift
D. Pag-alis ng singaw ng tubig
7. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga panlabas na impluwensya sa sistema
С4Н8(g) + Н2(g) ↔ С4Н10(g) + Q
at pagbabago sa ekwilibriyong kemikal.
Panlabas na impluwensya Pag-alis ng ekwilibriyong kemikal
A. Pagtaas ng konsentrasyon ng hydrogen 1. Palipat-lipat patungo sa direktang reaksyon
B. Pagtaas ng temperatura 2. Palipat-lipat sa direksyon ng reverse reaction
B. Pagtaas ng presyon 3. Walang pagbabago sa ekwilibriyo
D. Paggamit ng isang katalista
8. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng equation ng isang kemikal na reaksyon at isang sabay-sabay na pagbabago sa mga parameter ng system, na humahantong sa isang pagbabago sa kemikal na ekwilibriyo patungo sa isang direktang reaksyon.
Reaction equation Pagbabago ng mga parameter ng system
A. H2(g) + F2(g) ↔ 2HF(g) + Q 1. Pagtaas ng temperatura at konsentrasyon ng hydrogen
B. H2(g) + I2(tv) ↔ 2HI(g) -Q 2. Pagbaba ng temperatura at konsentrasyon ng hydrogen
B. CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) + Q 3. Pagtaas ng temperatura at pagbaba ng hydrogen concentration
D. C4H10(g) ↔ C4H6(g) + 2H2(g) -Q 4. Pagbaba ng temperatura at pagtaas ng konsentrasyon ng hydrogen
9. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng equation ng isang kemikal na reaksyon at ang pagbabago sa kemikal na ekwilibriyo sa pagtaas ng presyon sa system.
Reaction equation Direksyon ng displacement ng chemical equilibrium
A. 2HI(g) ↔ H2(g) + I2(tv) 1. Lumilipat patungo sa direktang reaksyon
B. C(g) + 2S(g) ↔ CS2(g) 2. Lumilipat patungo sa reverse reaction
B. C3H6(g) + H2(g) ↔ C3H8(g) 3. Walang equilibrium shift
H. H2(g) + F2(g) ↔ 2HF(g)
10. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng equation ng isang kemikal na reaksyon at isang sabay-sabay na pagbabago sa mga kondisyon para sa pagpapatupad nito, na humahantong sa isang pagbabago sa ekwilibriyong kemikal patungo sa isang direktang reaksyon.
Reaction equation Pagbabago ng mga kondisyon
A. N2(g) + H2(g) ↔ 2NH3(g) + Q 1. Pagtaas ng temperatura at presyon
B. N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g) -Q 2. Pagbaba ng temperatura at presyon
B. CO2 (g) + C (solid) ↔ 2CO (g) + Q 3. Pagtaas ng temperatura at pagbaba ng presyon
D. 4HCl(g) + O2(g) ↔ 2H2O(g) + 2Cl2(g) + Q 4. Pagbaba ng temperatura at pagtaas ng presyon
Mga sagot: 1 - 3, 2 - 3, 3 - 2, 4 - 4, 5 - 1, 6 - 4, 7 - 4, 8 - 2, 9 - 1, 10 - 1
1. 3223
2. 2111
3. 1322
4. 2221
5. 1211
6. 2312
7. 1211
8. 4133
9. 1113
10. 4322
Para sa mga gawain, pinasasalamatan namin ang mga koleksyon ng mga pagsasanay para sa mga may-akda ng 2016, 2015, 2014, 2013:
Kavernina A.A., Dobrotina D.Yu., Snastina M.G., Savinkina E.V., Zhiveinova O.G.
Ang konsepto ng chemical equilibrium
Ang estado ng ekwilibriyo ay itinuturing na estado ng sistema, na nananatiling hindi nagbabago, at ang estadong ito ay hindi dahil sa pagkilos ng anumang panlabas na puwersa. Ang estado ng isang sistema ng mga reactant kung saan ang rate ng pasulong na reaksyon ay nagiging katumbas ng rate ng reverse reaction ay tinatawag na ekwilibriyo ng kemikal. Ang balanseng ito ay tinatawag din mobile m o pabago-bago balanse.
Mga palatandaan ng ekwilibriyong kemikal
1. Ang estado ng sistema ay nananatiling hindi nagbabago sa panahon habang pinapanatili ang mga panlabas na kondisyon.
2. Ang ekwilibriyo ay pabago-bago, ibig sabihin, dahil sa daloy ng direkta at baligtad na mga reaksyon sa parehong bilis.
3. Anumang panlabas na impluwensya ay nagdudulot ng pagbabago sa ekwilibriyo ng sistema; kung aalisin ang panlabas na impluwensya, ang sistema ay babalik sa orihinal nitong estado muli.
4. Ang estado ng ekwilibriyo ay maaaring lapitan mula sa dalawang panig - parehong mula sa gilid ng mga paunang sangkap, at mula sa gilid ng mga produkto ng reaksyon.
5. Sa equilibrium, ang enerhiya ng Gibbs ay umabot sa pinakamababang halaga nito.
Prinsipyo ni Le Chatelier
Ang impluwensya ng mga pagbabago sa mga panlabas na kondisyon sa posisyon ng ekwilibriyo ay tinutukoy ng Prinsipyo ni Le Chatelier (ang prinsipyo ng paglipat ng balanse): kung ang anumang panlabas na impluwensya ay ginawa sa isang sistema sa isang estado ng balanse, pagkatapos ay sa sistema ang isa sa mga direksyon ng proseso na nagpapahina sa epekto ng impluwensyang ito ay tataas, at ang posisyon ng ekwilibriyo ay lilipat sa parehong direksyon.
Ang prinsipyo ng Le Chatelier ay nalalapat hindi lamang sa mga kemikal na proseso, kundi pati na rin sa mga pisikal, tulad ng pagkulo, pagkikristal, paglusaw, atbp.
Isaalang-alang ang impluwensya ng iba't ibang salik sa ekwilibriyo ng kemikal gamit ang NO oxidation reaction bilang isang halimbawa:
2 HINDI (d) + O 2(d) 2 HINDI 2(d); H tungkol sa 298 = - 113.4 kJ / mol.
Epekto ng Temperatura sa Chemical Equilibrium
Habang tumataas ang temperatura, lumilipat ang equilibrium patungo sa isang endothermic na reaksyon, at habang bumababa ang temperatura, lumilipat ito patungo sa isang exothermic na reaksyon.
Ang antas ng equilibrium shift ay tinutukoy ng ganap na halaga ng thermal effect: mas malaki ang ganap na halaga ng enthalpy ng reaksyon H, mas makabuluhan ang epekto ng temperatura sa estado ng balanse.
Sa itinuturing na reaksyon ng synthesis ng nitric oxide (IV ) ang pagtaas ng temperatura ay maglilipat ng ekwilibriyo sa direksyon ng mga panimulang sangkap.
Epekto ng presyon sa balanse ng kemikal
Ang compression ay nagbabago ng balanse sa direksyon ng proseso, na sinamahan ng pagbawas sa dami ng mga gas na sangkap, at ang pagbaba ng presyon ay nagbabago ng balanse sa kabaligtaran na direksyon. Sa halimbawang ito, mayroong tatlong volume sa kaliwang bahagi ng equation, at dalawa sa kanang bahagi. Dahil ang pagtaas ng presyon ay pinapaboran ang isang proseso na nagpapatuloy sa pagbaba ng lakas ng tunog, ang pagtaas ng presyon ay maglilipat ng balanse sa kanan, i.e. patungo sa produkto ng reaksyon - NO 2 . Ang pagbaba ng presyon ay maglilipat ng ekwilibriyo sa kabaligtaran na direksyon. Dapat pansinin na kung sa reversible reaction equation ang bilang ng mga molekula ng mga gas na sangkap sa kanan at kaliwang bahagi ay pantay, kung gayon ang pagbabago sa presyon ay hindi makakaapekto sa posisyon ng balanse.
Epekto ng konsentrasyon sa ekwilibriyong kemikal
Para sa reaksyong isinasaalang-alang, ang pagpapakilala ng mga karagdagang halaga ng NO o O 2 sa sistema ng ekwilibriyo nagiging sanhi ng pagbabago sa ekwilibriyo sa direksyon kung saan bumababa ang konsentrasyon ng mga sangkap na ito, samakatuwid, mayroong pagbabago sa ekwilibriyo patungo sa pagbuo HINDI 2 . Pagtaas ng konsentrasyon HINDI 2 inililipat ang ekwilibriyo patungo sa mga panimulang materyales.
Ang katalista ay pantay na nagpapabilis sa parehong pasulong at baligtad na mga reaksyon at samakatuwid ay hindi nakakaapekto sa paglilipat ng ekwilibriyong kemikal.
Kapag ipinakilala sa isang equilibrium system (sa Р = const ) ng isang inert gas, bumababa ang mga konsentrasyon ng mga reactant (mga partial pressure). Dahil ang proseso ng oksihenasyon sa ilalim ng pagsasaalang-alang HINDI napupunta sa pagbaba ng volume, pagkatapos ay kapag nagdadagdag
Patuloy na balanse ng kemikal
Para sa isang kemikal na reaksyon:
2 HINDI (d) + O 2(d) 2 NO 2(d)
Ang pare-parehong reaksyon ng kemikal na K ay ang ratio:
(12.1)
Sa equation na ito, sa mga square bracket ay ang mga konsentrasyon ng mga reactant na itinatag sa chemical equilibrium, i.e. equilibrium na konsentrasyon ng mga sangkap.
Ang chemical equilibrium constant ay nauugnay sa pagbabago sa enerhiya ng Gibbs sa pamamagitan ng equation:
G T o = - RTlnK . (12.2).
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
Sa isang tiyak na temperatura, ang mga konsentrasyon ng equilibrium sa 2CO (g) + O system 2 (d) 2CO 2 (d) ay: = 0.2 mol/l, = 0.32 mol/l, = 0.16 mol/l. Tukuyin ang equilibrium constant sa temperaturang ito at ang mga unang konsentrasyon ng CO at O 2 kung ang unang timpla ay walang CO 2 .
.
2CO (g) + O 2(g) 2CO 2(d).
Sa pangalawang linya, ang c proreacter ay nangangahulugang ang konsentrasyon ng mga reacted na panimulang sangkap at ang konsentrasyon ng nabuo na CO 2 , saka, c inisyal = c proreact + c katumbas .
Gamit ang reference data, kalkulahin ang equilibrium constant ng proseso3H 2 (G) + N 2 (G) 2 NH 3 (G) sa 298 K.
G 298 o \u003d 2 ( - 16.71) kJ = -33.42 10 3 J.
G T o = - RTlnK.
lnK \u003d 33.42 10 3 / (8.314 × 298) \u003d 13.489. K \u003d 7.21 × 10 5.
Tukuyin ang equilibrium na konsentrasyon ng HI sa systemH 2(d) + I 2(d) 2HI (G),
kung sa ilang temperatura ang equilibrium constant ay 4, at ang mga unang konsentrasyon ng H 2 , I 2 at HI ay 1, 2, at 0 mol/l, ayon sa pagkakabanggit.
Desisyon. Hayaang mag-react ang x mol/l H 2 sa isang tiyak na punto ng oras.
.
Ang paglutas ng equation na ito, makakakuha tayo ng x = 0.67.
Samakatuwid, ang equilibrium na konsentrasyon ng HI ay 2 × 0.67 = 1.34 mol / l.
Gamit ang reference data, tukuyin ang temperatura kung saan ang equilibrium constant ng proseso: H 2 (g) + HCOH (d) CH 3 OH (d) nagiging katumbas ng 1. Ipagpalagay na H o T » H o 298 at S o T »S mga 298 .Kung K = 1, pagkatapos ay G o T = - RTlnK = 0;
G o T » H o 298 - T D S tungkol sa 298 . Pagkatapos ;
H o 298 \u003d -202 - (- 115.9) = -86.1 kJ = - 86.1×103 J;
S mga 298 \u003d 239.7 - 218.7 - 130.52 \u003d -109.52 J / K;
SA.
Desisyon. Hayaang mag-react ang x mol/l SO 2 sa isang tiyak na punto ng oras.
KAYA 2(G) + Cl 2(G) SO 2 Cl 2(G)
Pagkatapos makuha namin:
.
Ang paglutas ng equation na ito, nakita namin: x 1 \u003d 3 at x 2 \u003d 1.25. Ngunit x 1 = 3 ay hindi nakakatugon sa kondisyon ng problema.
Samakatuwid, \u003d 1.25 + 1 \u003d 2.25 mol / l.
Mga gawain para sa malayang solusyon
12.1. Alin sa mga sumusunod na reaksyon ang ililipat ng pagtaas ng presyon ang ekwilibriyo sa kanan? Pangatwiranan ang sagot.
1) 2NH 3 (d) 3 H 2 (d) + N 2 (g)
2) ZnCO 3 (c) ZnO (c) + CO 2 (g)
3) 2HBr (g) H 2 (g) + Br 2 (w)
4) CO2 (d) + C (grapayt) 2CO (g)
12.2.Sa isang tiyak na temperatura, ang mga konsentrasyon ng balanse sa system
2HBr (g) H 2 (g) + Br 2 (g)
ay: = 0.3 mol/l, = 0.6 mol/l, = 0.6 mol/l. Tukuyin ang equilibrium constant at ang paunang konsentrasyon ng HBr.
12.3.Para sa reaksyon H 2 (g)+ S (d) H 2 S (d) sa ilang temperatura, ang equilibrium constant ay 2. Tukuyin ang equilibrium concentrations ng H 2 at S kung ang mga paunang konsentrasyon ng H 2 , S at H 2 Ang S ay 2, 3, at 0 mol/l, ayon sa pagkakabanggit.
Ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay, sa prinsipyo, nababaligtad.
Nangangahulugan ito na ang parehong pakikipag-ugnayan ng mga reactant at ang pakikipag-ugnayan ng mga produkto ay nagpapatuloy sa pinaghalong reaksyon. Sa ganitong kahulugan, ang pagkakaiba sa pagitan ng mga reactant at mga produkto ay arbitrary. Ang direksyon ng isang kemikal na reaksyon ay tinutukoy ng mga kondisyon ng pagpapatupad nito (temperatura, presyon, konsentrasyon ng mga sangkap).
Maraming mga reaksyon ang may isang nangingibabaw na direksyon at ang mga matinding kondisyon ay kinakailangan upang maisagawa ang mga naturang reaksyon sa kabaligtaran na direksyon. Sa ganitong mga reaksyon, nangyayari ang halos kumpletong conversion ng mga reactant sa mga produkto.Halimbawa. Ang bakal at asupre ay tumutugon sa isa't isa sa ilalim ng katamtamang pag-init upang bumuo ng iron (II) sulfide, ang FeS ay matatag sa ilalim ng gayong mga kondisyon at halos hindi nabubulok sa bakal at asupre:
Sa 200 atm at 400 0C, ang maximum at katumbas ng 36% (sa dami) na nilalaman ng NH3 sa pinaghalong reaksyon ay nakakamit. Sa karagdagang pagtaas ng temperatura, dahil sa pinahusay na daloy ng reverse reaction, bumababa ang dami ng bahagi ng ammonia sa pinaghalong.
Ang pasulong at pabalik na mga reaksyon ay nagpapatuloy nang sabay-sabay sa magkasalungat na direksyon.
Sa lahat ng nababaligtad na reaksyon, ang rate ng pasulong na reaksyon ay bumababa at ang rate ng baligtad na reaksyon ay tumataas hanggang ang parehong mga rate ay maging pantay at ang isang estado ng balanse ay naitatag.
Sa isang estado ng equilibrium, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay nagiging pantay.
ANG PRINSIPYO NG LE CHATELIER. SHIFT NG CHEMICAL EQUILIBRIUM.
Ang posisyon ng chemical equilibrium ay nakasalalay sa mga sumusunod na parameter ng reaksyon: temperatura, presyon at konsentrasyon. Ang impluwensya ng mga salik na ito sa isang kemikal na reaksyon ay napapailalim sa isang pattern na ipinahayag sa mga pangkalahatang termino noong 1884 ng French scientist na si Le Chatelier. Ang modernong pagbabalangkas ng prinsipyo ng Le Chatelier ay ang mga sumusunod:
1. Epekto ng temperatura. Sa bawat nababaligtad na reaksyon, ang isa sa mga direksyon ay tumutugma sa isang exothermic na proseso, at ang isa sa isang endothermic.
2. Impluwensiya ng pressure. Sa lahat ng mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga gas na sangkap, na sinamahan ng isang pagbabago sa dami dahil sa isang pagbabago sa dami ng isang sangkap kapag lumilipat mula sa mga panimulang sangkap patungo sa mga produkto, ang presyon sa sistema ay nakakaapekto sa posisyon ng balanse.
Ang impluwensya ng presyon sa posisyon ng balanse ay sumusunod sa mga sumusunod na patakaran:Kaya, sa panahon ng paglipat mula sa mga panimulang sangkap sa mga produkto, ang dami ng mga gas ay nabawasan ng kalahati. Nangangahulugan ito na sa pagtaas ng presyon, ang balanse ay lumilipat patungo sa pagbuo ng NH3, bilang ebidensya ng sumusunod na data para sa reaksyon ng synthesis ng ammonia sa 400 0C:
3. Impluwensiya ng konsentrasyon. Ang impluwensya ng konsentrasyon sa estado ng balanse ay sumusunod sa mga sumusunod na patakaran:
