Химическое равновесие.

Контрольные вопросы:

1. Какие реакции называются необратимыми? Приведите примеры.

2. Какие реакции называются обратимыми? Приведите примеры.

3. Что называется химическим равновесием?

4. Что называется константой равновесия?

5. От чего зависит и от чего не зависит константа равновесия?

6. Что характеризует численное значение константы равновесия?

7. Как формулируется принцип Ле Шателье?

8. Какие внешние факторы влияют на смещение химического равновесия?

9. Как влияет изменение концентрации реагирующих веществ на состояние химического равновесия?

10. Как влияет температура на состояние химического равновесия?

11. Как влияет давление на состояние химического равновесия? В каких случаях давление не влияет на химическое равновесие?

12. Как влияет присутствие катализатора на смещение химического равновесия?

Контрольные задачи.

Часть 1. Для приведенных ниже уравнений реакций записать константу равновесия, указать, в какую сторону сместится равновесие при:

а) увеличении давления;

б) уменьшении давления;

в) увеличении температуры;

г) уменьшении температуры;

д) увеличении концентрации одного из реагентов;

е) уменьшении концентрации одного из реагентов;

ж) увеличении концентрации одного из продуктов реакции;

з) уменьшении концентрации одного из продуктов реакции.

1. 3H₂(г) + N₂(г) ↔ 2NH₃(г) + Q 16. N₂O₄(г) ↔ 2NO₂(г) + Q

2. 4HCl(г) + O₂(г) ↔ 2H₂O(г) + 2Cl₂(г) + Q 17. CO₂(г) + H₂(г) ↔ CO(г) + H₂O(г) – Q

3. PCl₅(г) ↔ PCl₃(г) + Cl₂(г) – Q 18. 2HBr(г) ↔ H₂(г) + Br₂(ж) – Q

4. H₂S(г) ↔ H₂(г) + S(т) – Q 19. 2HgO(т) ↔ 2Hg(т) + O₂(г) – Q

5. H₂(г) + I₂(т) ↔ 2HI(г) – Q 20. FeO(т) + H₂(г) ↔ Fe(т) + H₂O(г) + Q

6. C(т) + CO₂(г) ↔ 2CO(г) – Q 21. CO₂(г) + H₂O(ж) ↔ H₂CO₃(ж) + Q

7. 2CO(г) + O₂(г) ↔ 2CO₂(г) + Q 22. H₂(г) + Cl₂(г) ↔ 2HCl(г) + Q

8. N₂(г) + O₂(г) ↔ 2NO(г) – Q 23. 4Fe(т) + 3O₂(г) ↔ 2Fe₂O₃(т) + Q

9. 2H₂(г) + O₂(г) ↔ 2H₂O(г) + Q 24. NH₄Сl_(г)  NH_3(г) + НСl_(г) – Q

10. CaCO₃(т) ↔ CaO(т) + CO₂(г) – Q 25. 2NO₂(г) ↔ N₂O₄(г) – Q

11. CO(г) + Cl₂(г) ↔ COCl₂(г) +Q 26. 2H₂O(ж) ↔ 2H₂(г) + O₂(г) – Q

12. H₂SO₃(ж) ↔ H₂O(ж) + SO₂(г) – Q 27. H₂(г) + Br₂(ж) ↔ 2HBr(г) + Q

13. FeO(т) + CO(г) ↔ Fe(т) + CO₂(г) + Q 28. PCl₃(г) + Cl₂(г) ↔ PCl₅(г) + Q

14. 2SO₂(г) + O₂(г) ↔ 2SO₃(г) + Q 29. H₂(г) + S(т) ↔ H₂S(г) + Q

15. CO(г) + 2H₂(г) ↔ CH₃OH(ж) + Q 30. H₂O(ж) + SO₂(г) ↔ H₂SO₃(ж) + Q

Часть 2.

1. При определенных условиях реакция хлороводорода с кислородом обратима:

4НС1_(г) + О_{2 (г)}  2С1_{2 (г)} + 2Н₂О; Н° (298) = −116,4 кДж.

Выразить константу равновесия (К_с) для этой реакции через концентрации веществ согласно закону действия масс. Определить, как сместится равновесие при: а) увеличении температуры; б) повышении давления?

2. Концентрации веществ в системе:

Н_{2 (г)} + I_{2 (п)}  2НI_(г),

в момент равновесия составили (моль/л): [Н₂] = 0,3; [I₂] = 0,4; [НI] = 0,2. Рассчитать константу равновесия (К_с) и исходные концентрации водорода и иода.

3. Реакция протекает по уравнению:

2SО_{2 (г)} + О_{2 (г)}  2SО_{3 (ж)}, Н° (298) = −284,2 кДж.

Как повлияет на смещение равновесия увеличение температуры? Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении давления в системе в 3 раза? В какую сторону сместится при этом равновесие? Выразить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции.

4. Как повлияет увеличение давления на смещение равновесия в системах:

а) SО_{2 (г)} + С1_{2 (г )}  SО₂С1_{2 (г)};

б) 3Fе₂О_{3 (к)} + СО_(г)  2Fе₃О_4(к) + СО_2(г)?

Выразить константы равновесия (К_с) для этих обратимых реакций.

5. Как следует изменить температуру и давление (увеличить или уменьшить), чтобы равновесие в реакциях сместить вправо:

а) СаСО_{3 (т)}  СаО_(т) + СО_{2 (г)}; Н^о (298) = 178 кДж;

б) N_2(г) + 3Н_2(г) = 2NН_3(г); Н^о (298) = −92,4 кДж?

Выразить константы равновесия (К_с) для этих обратимых реакций.

6. Как повлияет уменьшение давления на смещение равновесия в химических реакциях:

а) N₂О_{4 (ж)}  2NО_{2 (г)};

б) 2NО_(г) + О_{2 (г)}  2NО_{2 (г)};

в) 3Fе₂О_{3 (к)} + СО_(г)  2Fе₃О_4(к) + СО_{2 (г)}.

Выразить константы равновесия (К_с) для этих обратимых реакций.

7. Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций в системе:

Fе₂О_3(к) + 3Н_2(г)  2Fе_(к) + ЗН₂О_(п),

если увеличить давление в 3 раза? Произойдет ли при этом смещение равновесия? Выразить константу равновесия (К_с) для приведенной реакции.

8. Вычислить равновесные концентрации водорода [Н₂] и иода [I₂] в реакции:

Н_{2 (г)} + I_{2 (п)}  2НI_(г),

если их исходные концентрации составляли: с (Н₂) = с (I₂) = 0,03 моль/л, а равновесная концентрация [НI] = 0,04 моль/л. Вычислить константу равновесия (К_с) данной реакции.

9. В реакции:

Н_{2 (г)} + I_{2 (п)}  2НI_(г)

исходные концентрации водорода и иода составляли: с (Н₂) = с (I₂) = 1 моль/л. Вычислить равновесные концентрации веществ и константу равновесия реакции (К_с), если к моменту равновесия прореагировало по 50% исходных веществ.

10. Процесс взаимодействия аммиака с водой обратим:

NH_3(г) + Н₂О_(ж)  NH₄ОH_(ж).

Выразить константу равновесия (К_с) этой реакции. Определить, как повлияет на смещение равновесия в этой системе понижение давления?

11. При растворении хлора в воде образуются кислоты: соляная и хлорноватистая. Процесс обратим:

Сl_2(г) + Н₂О_(ж)  НС1_(р) + НС1О_(р).

Выразить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции. Определить, как повлияет на смещение равновесия в этой системе повышение давления?

12. Равновесие реакции:

2NO_2(г)  2NО_(г) + О_2(г)

установилось при концентрациях (моль/л): [NО₂] = 0,02; [NО] = 0,08; [O₂] = 0,16. Вычислить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции и исходную концентрацию с (NО₂). Как повлияет на смещение равновесия реакции уменьшение давления?

13. Обратимая реакция протекает по уравнению:

СО_(г) + Сl_{2 (г)}  СОСl_2(г).

Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении давления в системе в 5 раз? В сторону какой реакции сместится при этом равновесие? Выразить константу равновесия (К_с) этой реакции.

14. При нагревании хлорида аммония происходит его возгонка в результате обратимого разложения соли:

NH₄Сl_(г)  NH_3(г) + НСl_(г).

Как повлияет на смещение равновесия в этой системе: а) увеличение давления; б) уменьшение концентрации NН₃? Выразить константу равновесия (К_с) данной реакции.

15. В системе:

СО_(г) + Сl_2(г)  СОСl_2(г)

равновесие установилось при концентрациях (моль/л): [Сl₂] = 0,3; [СО] = 0,2; [СОСl₂] = 1,2. Рассчитать константу равновесия (К_с) системы и исходные концентрации хлора и оксида углерода (II). Как повлияет на смещение равновесия реакции увеличение давления?