Правильні відповіді

1) Правильні відповіді б) і г).

Константа хімічної рівноваги Κ є відношенням константи швид­кості прямої реакції k₁, до константи швидкості зворотної реакції k₂: Κ =k₁/k_2.

Оскільки кожна з констант швидкості залежить лише від природи реагуючих речовин і температури, то константа рівноваги буде також залежати тільки від цих факторів. Зміна концентрації і тиску не викличе зміни константи рівноваги, але може призвести до зміщення рівноваги.

2) Правильна відповідь б).

У стані рівноваги швидкості прямої і зворотної реакцій були однаковими:

a

Внаслідок зменшення об’єму вдвічі концентрації або парціальні тиски газів збільшаться у 2 рази. Отже, швидкість прямої реакції зросте у 8 разів:

а швидкість зворотної реакції збільшиться у 4 рази:

Таким чином, швидкість прямої реакції буде вдвічі більшою, ніж швидкість зворотної реакції, і рівновага зміститься вправо.

3) Правильна відповідь б).

Згідно з принципом Ле-Шательє-Брауна, для того, щоб рівновага змістилася вліво, треба збільшити концентрацію продуктів реакції, в даному випадку або хлору, або пари води. Збільшення концентра­ції кисню призведе до зміщення рівноваги вправо. Збільшення за­гального тиску або зменшення об’єму викличе зміщення рівноваги вправо, у бік продуктів реакції, тому що кількість газоподібних речовин, які саме і обумовлюють тиск у системі, справа менша, ніж зліва.

4) Правильна відповідь б).

Це гетерогенна система, тиск у якій обумовлюють лише газоподібні молекули кисню. Збільшення у реакційній системі тиску призведе, згідно з принципом Ле-Шательє-Брауна, до зміщення рівноваги в бік меншої кількості газоподібних речовин, тобто вправо.

5) Правильна відповідь а).

Константа рівноваги, що дорівнює відношенню констант швидкостей прямої і зворотної реакції: K = k₁/k₂, показує, у скільки разів константа швидкості прямої реакції більша, ніж константа швидкос­ті зворотної реакції.

Збільшення величини константи рівноваги можна охарактеризувати як зростання значення k₁ відносно попереднього значення, тобто зросте швидкість прямої реакції порівняно зі значенням швидкос­ті у рівноважному сталі. Це призведе до зміщення рівноваги вправо. Оскільки такий напрям зміщення обумовлений зростанням температури, пряма реакція буде ендотермічною і для неї ΔН > 0. Тобто, термохімічне рівняння матиме вигляд:

H₂O_(г) H_2(г) + 1/2О_2(г), ΔН > 0

8. Вказівки до роботи студентів на занятті.

8.1. Визначення впливу зміни концентрації реагуючих речовин на зміщення хімічної рівноваги.

Залежність швидкості реакції в стані рівноваги від зміни концентрації реагуючих речовин і напрямок зміщення цієї рівноваги можна дослідити на прикладі оборотної реакції між хлоридом заліза(ІII) і роданідом амонію.

Змішати у колбі або стакані по 10 см³ розчину FеСl₃ (молярна концентрація 0,002 моль/л) і розчину NH₄CNS (молярна концентрація 0,006 моль/л). Одержаний розчин розлити у чотири пробірки. До роз­чину у першій пробірці додати 2 см³ розчину FеСl₃ (молярна концен­трація 0,25 моль/л), до розчину у другій пробірці - 1 см³ розчину NH₄CNS (молярна концентрація 0,6 моль/л), до розчину у третій про­бірці - 1 см³ розчину NH₄Сl (молярна концентрація 3,0 моль/л). Розчин у четвертій пробірці залишити для порівняння. Результати спостережень зміни забарвлення розчинів занести у таблицю:

Речовина, розчин якої додається	Вид речовини за рівноважним станом	Зміна забарвлення	Напрямок зміщення рівноваги
1. FeCl3	вихідна речовина
2. NH4CNH	вихідна речовина
3. NH4Cl	продукт реакції

Написати рівняння оборотної реакції між хлоридом заліза (III) і роданідом амонію. Написати формулу для розрахунку константи рів­новаги згідно з законом діючих мас для рівноважного стану. Зробити висновок про напрямок зміщення рівноваги при збільшенні концентрації вихідних речовин і продуктів реакції.

8.2. Визначення впливу реакції середовища на стан рівноваги в системі хромат-іон - дихромат-іон.

У розчині, що містить аніонні форми хрому (VI), має місце рівновага між цими формами:

2CrO₄^2- + 2H⁺ Cr₂O₇^2- + H₂O

хромат-іон дихромат-іон

або:

Cr₂O₇^2- + 2OH^- 2CrO₄^2- + H₂O

Зміна реакції середовища призводить до зміщення рівноваги, що видно по зміні забарвлення.

У хімічний стакан місткістю 100 см³ налити небагато оранжевого розчину дихромату калію K₂Cr₂О₇ (w = 10%). До нього по краплях додати розчин лугу до зміни забарвлення на жовте. Потім до жовтого роз­чину хромату додати кілька крапель розчину сірчаної кислоти до поя­ви оранжевого забарвлення.

Зробити висновок, вказавши, яка аніонна форма хрому (VI) є стійкою у кислому, а яка - у лужному середовищі.

8.3. Визначення впливу температури на стан хімічної рівноваги.

У водному розчині аміаку має місце рівновага:

NH₃ + H₂O H₃ × H₂O NH₄⁺ + OH^-

У конічну колбу місткістю 100 см³ налити 30 см³ дистильованої води, додати декілька крапель концентрованого розчину аміаку і 2-3 краплі розчину фенолфталеїну. Рожевий розчин, що утворився, нагріти до зникнення забарвлення. Гарячий розчин обережно охолодити водою з-під крана і спостерігати відновлення рожевого забарвлення.

Зробити висновок про напрямок зміщення рівноваги у розчині аміаку при нагріванні та охолодженні.

8.4. Оформлення протоколу лабораторної роботи.

У зошиті запонити таблицю, написати необхідні рівняння реакцій та висновки до кожного з дослідів.