Примеры решения задач.

Пример 1

При состоянии равновесия системы 3Н₂ + N₂ 2NH₃ концентрация азота 0,3 моль/м³, водорода 0,9 моль/м³, аммиака 0,4 моль/м³. Вычислить константу равновесия реакции и исходные концентрации азота и водорода.

KC - ? [N2]'- ? [H2]'- ?	Так как реакция идёт без изменения объёма, то значение К будет одинаково при всех способах выражения концентраций. Находим исходные концентрации [N2]', [H2]'
[N2] = 0,3 моль/м3 [H2] = 0,9 моль/м3 [NH3] = 0,4 моль/м3

Из уравнения видно, что для образования 2 моль NH₃ расходуется 1 моль N₂ и 3 моль Н₂. К моменту достижения равновесия в смеси образовалось 0,4 моль NH₃, то есть прореагировало

1  0,4/2 моль N₂ и 30,4/2 моль Н₂.

Учитывая равновесные концентрации веществ

[N₂]' = 1  0,4/2 + 0,3 = 0,5 моль/м³

[H₂]' = 3  0,4/2 + 0,9 = 1,5 моль/м³

Пример 2

Константа равновесия К_С реакции SO₂ + Cl₂ SO₂Cl₂, при 102С равна 13,33.

Определить К_Р при данной температуре.

K_P = K_C(RT)^n

KP - ?	Cu	n = 1 – (1+1) = – 1 KP = 13,33  (8,314  373)-1  4,3  10-3
KC = 13,33 t = 102C R = 8,314 Дж/мольК	375С

Пример 3

В какую сторону сместится равновесие реакции N₂O₄ 2NO₂ – 56,98 кДж

1. при повышении температуры

2. при понижении давления

3. при увеличении концентрации NO₂

Данная задача решается по принципу Ле-Шателье:

1. прямая реакция эндотермическая  при Т химическое равновесие будет смещаться вправо (в сторону эндотермической реакции).

2. прямая реакция идёт с увеличением числа моль вещества, поэтому при понижении Р равновесие сместиться вправо.

3. при увеличении [NO₂], равновесие будет смещаться в сторону той реакции, которая идёт на расходование этого вещества, то есть влево.

Пример 4

Изменением каких факторов можно осуществить сдвиг равновесия вправо у реакции

СО₂ + С_тв 2СО – 160,5 кДж.

Прямая реакция эндотермическая, идёт с увеличением числа моль газообразных веществ (СО₂ и СО)  необходимо:

1. повысить Т

2. понизить давление

3. увеличить концентрацию исходных веществ СО₂ и С, уменьшить продукта СО.

Пример 5

Для реакции СН₃СООН + С₂Н₅ОН СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О при 25С К_С = 4. В каком направлении протекает реакция, если массы веществ равны: уксусной кислоты 50 кг, 27 кг спирта, 37 кг эфира и 54 кг воды.

F - ?	Задача на уравнение изотермы Вант Гоффа.
T = 298 K KC = 4 m k = 50кг m СН = 27 кг m эф = 37 кг m в = 54 кг R = 8,314 Дж/мольК	Так как объём в системе не меняется, то вместо молярной концентрации можно использовать количество вещества (моль).

п_эф = m_эф/M_эф М_эф = 10^-3(12  4 + 16  2 + 8) = 88 10^-3 кг/моль

п_в = m_в/M_в М_в = 10^-3(2 + 16) = 1810^-3 кг/моль

п_к = m_к/M_к М_к = 10^-3(122 + 162 + 4) = 6010^-3 кг/моль

п_в = m_в/M_в М_сп = 10^-3(122 + 16 + 6) = 46  10^-3 кг/моль

п_к = 50/6010^-3 = 0,8310³ моль

п_в = 54/1810^-3 = 310³ моль

п_эф = 37/8810^-3 = 0,4210³ моль

п_сп = 27/46  10^-3 = 0,59 моль

F < 0  реакция протекает в прямом направлении.

Пример 6

Константа равновесия К_Р для реакции I₂ 2I при t₁ = 677C равна 1,149  10², а при t₂ = 777C 7,413  10². Определить тепловой эффект реакции.

Нр - ?	Cu	Для решения задачи используем уравнение изобары H = 2,3lg ((7,4131028,3141050950)/(1,149102(-100))) = 154600 Дж/моль = 154,6 кДж/моль.
t1 = 677C t2 = 777C KP1 = 1,149102 KP2 = 7,413102	950K 1050K