Методические рекомендации. Семинар 4. Химическое равновесие

План занятия

Семинар 4. Химическое равновесие

4 часа

Цель семинара:

1. Познакомиться с понятием термодинамического и химического равновесий, а так же с принципом консервативности Ле-Шателье-Брауна.

2. Научиться решать задачи на вычисление равновесных концентраций реагирующих веществ и смещение равновесия.

1. Изучение теоретических основ термодинамического и химического равновесий.

2. Решение задач на расчёт химических равновесий.

3. Подведение итогов семинара.

Основная литература

1. Зайцев О.С. Основы химической термодинамики. Изд. 3-е. М.: Химия, 2007. – с. 55-61.

2. Зимон А.Д. Физическая химия. Изд. 3-е. М.: Агар, 2006. – с. 64-80.

Дополнительная литература

1. Киреев В.А. Курс физической химии. – М.: Химия, 1995.

2. Физическая химия. / Краснов К.С., Воробьев Н.К., Годнев И.Н. и др. Под ред. К.С. Краснова. – М.: Высшая школа, 1995.

3. Климов И.И., Филько А.И. Сб. вопросов и задач по физической и коллоидной химии. – М.: Просвещение, 2003.

При подготовке к теме семинара следует обратить внимание на различные виды равновесий, а также на практическое применение принципа консервативности Ле-Шателье-Брауна. При характеристике химического и биологического равновесий необходимо ответ подтверждать примерами. Решая расчетные задачи использовать умение логически мыслить и обобщать опытные данные.

Вопросы для самоподготовки:

1. Какие реакции называются обратимыми? Необратимыми? Приведите примеры тех и других.

2. Какое состояние называют равновесным? Виды равновесных состояний.

3. Что означает состояние равновесия? Как можно определить, что в системе равновесие наступило?

4. Что определяет константа химического равновесия? От каких факторов она зависит? Не зависит?

5. Напишите математическое выражение закона действующих масс применительно к обратимым идеальным однородным химичес­ким системам и реальным.

6. В каких случаях обратимые реакции протекают до конца? Объясните это с точки зрения закона действующих масс.

7. Сформулируйте принцип смещения химического равновесия Ле Шателье.

8. Как смещается химическое равновесие при изменении температуры, концентрации, давления?

9. В каком направлении смещается равновесие

2СО + О₂ 2СО₂, ∆H = -566,4 кДж

при изменении давления и температуры?

10. В какую сторону сместится равновесие реакции

СО₂ + С 2СО, ∆H = 172,6 кДж

при повышении температуры? Что произойдет в системе при увеличении давления?

11. Выразите математически К_р для следующих реакций, протекающих по уравнениям:

а) FeO + H₂ Fe + H₂O_г;

б) 2HgO 2Hg + O₂;

в) 2Cu + O₂ 2CuO

12. Как повлияет повышение давления при неизменной температуре на равновесие следующих систем:

а) 2HBr H₂ + Br₂, ∆H = 70,3 кДж;

б) 2СО + О₂ 2СО₂, ∆H = - 566,4 кДж;

в) N₂ + O₂ 2NO, ∆H = 180,9 кДж?

13. Каким путем можно повысить выход NO₂ при реакциях, идущих по уравнениям:

а) 2NO + O₂ 2NO₂, ∆H = -113 кДж;

б) N₂O₄ 2NO₂, ∆H = 58.2 кДж?

14. Как можно увеличить процентное содержание PCl₃ в равновесной системе, выраженной уравнением:

PCl₅ PCl₃ + Cl₂; ∆H = 92,5 кДж?

Задачи для самостоятельного решения:

1. Константа равновесия реакции образования HCl при некоторой температуре равна единице. Определите состав(в молярных долях) равновесной реакционной смеси, полученной из водорода объемом 2 л и хлора объемом 3 л.

2. При 50 °С и давлении 0,348∙10⁵ Па степень диссоциации N₂O₄ на NO₂ равна 63%. Определите значение К_р и К_с.

3. В закрытом сосуде при постоянной температуре смешано 2 моль азота и 6 моль водорода. В результате реакции к моменту равновесия прореагировало 10% первоначального количества азота. Как изменилось давление в системе по сравнению с первоначальным?

4. Константа равновесия гомогенной системы:

СО_(г) + Н₂О_(г) СО_{2 (г)} +Н_{2 (г)}

при 850°С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации были равны: [СО]_исх = 3 моль/л, [Н₂О]_исх = 2 моль/л.

5. В гомогенной газовой системе А + В С + D равновесие установилось при концентрациях [В] = 0,05 моль/л и [С] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В.

6. Равновесие гомогенной системы:

4HCl_(г) + О₂ 2Н₂О_(г) + 2Сl_{2 (г)}

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [Н₂О]_р = 0,14 моль/л; [Сl₂]_р = 0,14 моль/л; [HCl]_р = 0,20 моль/л; [О₂]_р = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода, а также К_с и К_р.

Дата добавления: 2014-12-27