Влияние температуры

Направление смещения равновесия в результате изменения температуры определяется знаком теплового эффекта реакции:

• нагревание вызывает смещение равновесия в сторону процесса, протекание которого сопровождается поглощением теплоты, т.е. в сторону эндотермического процесса (ΔН > 0);

• понижение температуры приводит к смещению равновесия в сторону процесса, сопровождающегося выделением теплоты, иначе говоря, в сторону экзотермического процесса (ΔН < 0).

Реакция синтеза аммиака

N₂ + 3 Н₂ 2NH₃, ΔН⁰_Х.Р = – 92 кДж

является экзотермической, поэтому при понижении температуры равновесие в системе смещается в сторону прямой реакции, так как этот процесс идет с выделением теплоты.

Влияние общего давления в системе

• Повышение давления в системе смещает равновесие в направлении реакции, которая идет с уменьшением количества газообразных веществ, т.е. с уменьшением давления.

• Уменьшение давления способствует смещению химического равновесия в сторону реакции, протекающей с увеличением количества газообразных веществ, т.е. с увеличением давления.

Например, в реакции

N_2(г) + 3H_2(г) 2NH_3(г)

4 моль 2 моль

увеличение давления приведет к смещению равновесия в сторону прямой реакции.

В реакции

FeO_(к) + СO_(г) CO_2(г) + Fe_(к)

1 моль 1 моль

количества моль газов в правой и левой части уравнения реакции равны реакция протекает без изменения объема, следовательно, изменение давления на равновесие системы не повлияет.

4.3 Примеры решения заданий

Для обратимой реакции

2 SO_2(г) + O_2(г) 2 SO_3(г), ΔH_Х.Р = –196 кДж

• напишите математическое выражение константы химического равновесия;

• укажите направление смещения равновесия при изменении условий:

а) уменьшении концентрации одного из газообразных продуктов;

б) понижении давления в системе;

в) повышении температуры в системе.

а) снижение концентрации продукта реакции (SO₃) приводит к смещению равновесия в сторону реакции, способствующей увеличению концентрации SO₃, в данной системе – в сторону прямой реакции (→);

б) при понижении давления равновесие смещается в сторону увеличения количества газообразных веществ, в данном случае – в сторону обратной реакции (←);

в) при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, в данном случае – в сторону обратной реакции (←).

4.4. Задания для самостоятельной подготовки

Для предложенной обратимой реакции (табл. 1) напишите математическое выражение константы химического равновесия и укажите направление смещения равновесия при изменении условий:

а) уменьшении концентрации одного из газообразных продуктов;

б) понижении давления в системе;

в) повышении температуры в системе.

Таблица 1

Номер	Уравнение реакции		, кДж
1	2		3
1	SO3(г) + H2(г) SO2(г) + H2O(г)		-144
2	2H2(г) + O2(г) 2 H2O(г)		-484
3	FeO(к) + CO(г) Fe(к) + CO2(г)		+400
4	2N2O(г) + O2(г) 4NO(г)		+196
5	2NO(г) N2(г) + O2(г)		-180
		Окончание табл. 1
1	2		3
6	NH4Cl(к) NH3(г) + HCl(г)		+63
7	2CH4(г) + 3O2(г) 2CO(г) + 4H2O(г)		-597
8	H2O(г) + CO(г) CO2(г) + H2(г)		-41
9	2Al2(SO4)3 (к) 2Al2O3(к) + 6SO2(г) + 3O2(г)		+1740
10	ZnSO4(к) ZnO(к) + SO3(г)		+565
11	2N2O3(г) 2NO(г) + N2O4(г)		+149
12	2H2S(г) + 3O2(г) 2H2O(г) + 2SO2(г)		-1038
13	S(к) + H2(г) H2S(г)		-21
14	CO2(г) + C(т) 2CO(г)		+172
15	CH4(г) + H2O(г) 3H2(г) + CO(г)		+206
16	PCl5(г) PCI3(г) + Cl2(г)		+21
17	Fe3O4(к) + CO(г) 3FeO(к) + CO2(г)		+21
18	N2O3(г) NO(г) + NO2(г)		+104
19	C(к) + O2(г) CO2(г)		-394
20	2AlCl3(к) 2Al(к) + 3Cl2(г)		+338
21	2CO(г) + O2(г) 2CO2(г)		-566
22	2NH3(г) N2(г) + 3H2(г)		+92
23	H2(г) + I2(г) 2HI(г)		+12
24	BaCO3(к) BaO(к) + CO2 (г)		+251
25	4NO(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 5O2(г)		+908
26	2МgCl2(к) + O2(г) 2MgO(к) + 2Cl2(г)		+82
27	Ca(OH)2(к) CaO(к) + H2O(г)		+109
28	N2(г) + O2(г) 2NO(г)		+180
29	NO(г) + NO2(г) N2O3(г)		-149
30	3FeO(к) + CO2(г) Fe3O4(к) + CO(г)		-21