Лекция 1
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Влияние температуры на константу химического равновесия
0 |
-RTlnK |
G |
|
T |
|
|
G0 |
K e - |
T |
RT |
0 |
0 |
- T S |
0 |
|
G |
T |
H |
T |
|
|
T |
|
||
|
Ho |
-T So |
|
Ho |
So |
|
Ho |
So |
- |
T |
T |
- |
T |
T |
- |
T |
T |
|
|
|||||||
K e |
RT |
e |
RT |
R |
e |
RT e R . |
||
|
0 |
|
S |
|
|
H |
|
||
lnK - |
T |
|
|
|
RT |
R |
|||
|
|
0 T
зависимость lnK = f(T) близка к линейной При увеличении температуры
для экзотермических реакций |
для эндотермических реакций |
К |
К |
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Расчет Н0 и ∆S0 реакции |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
4NO(г) |
|
|
|
|
2N2O(г) + O2(г) |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Вещество |
|
|
|
NO(г) |
|
|
|
N2O(г) |
|
O2(г) |
|
|||||||
|
0 |
|
, кДж/моль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
H |
|
|
|
|
90,4 |
|
|
|
|
81,6 |
|
0 |
|
|||||||
|
обр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
, Дж /(моль К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
S |
|
|
210,6 |
|
|
|
220,0 |
|
205,0 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Н0 < 0 |
реакция экзотермическая |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
Н0 n |
|
|
H0 |
|
|
|
n |
Н0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
прод обр.прод |
исх |
обр.исх |
|
|
|||||||||
|
|
|
2 Н0 |
Н0 |
|
4 Н0 |
2 82,0 4 90,4 197,6 кДж |
|
||||||||||||
|
|
|
|
N O |
|
O |
2 |
|
|
NO |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔS0 < 0 
в ходе реакции система переходит в более
упорядоченное состояние
S0 nпродSпрод0 nисхSисх0 2SN0 2О S0O2 4SNO0
2 220,0 205,0 4 210,6 197,4 Дж/К 197,4 10 3 кДж/K
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Расчет G
4NO(г) 
0 |
и K298 |
298 |
2N2O(г)
реакции
+ O2(г)
Стандартная энергия Гиббса реакции
G0298 H0 T S0 197,6 298 ( 197,4 10 3 ) 138,8 кДж
0 |
0 |
|
G |
298 |
|
|
|
|
–при Т = 298 К возможна самопроизвольная прямая реакция
Константа равновесия
lgK |
|
|
G0298 |
|
|
138,8 |
|
24,4 |
|
298 |
|
2,3 8,31 10 3 298 |
|||||||
|
|
2,3RT |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
K |
298 |
≈ 1024 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Расчет
G0 1500
и K1500 реакции
4NO(г) 
2N2O(г) + O2(г)
Энергия Гиббса реакции при температуре 1500 К
G15000 H0 T S0 197,6 1500 ( 197,4 10 3 ) 98,5 кДж
G0 1500
>> 0 – при Т = 1500 К возможна самопроизвольная обратная реакция
Константа равновесия при температуре 1500 К
|
|
|
0 |
|
98,5 |
|
|
|
|
|
G |
|
3,44 3 |
||
lgK |
1500 |
1500 |
|
3 |
|||
|
|
2,3RT |
|
2,3 8,31 10 |
1500 |
||
|
|
|
|
|
|||
K1500 = 10-3
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
График зависимости G0T f(T) для реакции 4NO(г) 
2N2O(г) + O2(г)
G0 , T
кДж
200
Температура, при которой
0 |
0 |
(К = 1) |
G |
||
T |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
Т, К |
G0Т |
H0 T S0 |
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
1000 1500 |
2000 |
|
|
|
|
|
|
||||||
-100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
H0 |
|
|
197,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
-200 |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
S0 |
197,4 10 3 |
1000 К |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Температурная зависимость константы равновесия реакции 4NO(г) 
2N2O(г) + O2(г)
|
|
Т, K |
|
298 |
1000 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
, кДж/моль |
-138,8 |
0 |
98,5 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
1024 |
0 |
10-3 |
|
298 |
К |
К >> 1 |
в системе преобладают продукты реакции |
||||
1500 |
К |
К << 1 |
в системе преобладают исходные |
||||
|
|
|
вещества, реакция практически не идет |
||||
1000 |
К |
|
равновероятны оба направления реакции |
||||
При повышении температуры равновесие смещается в сторону обратной (эндотермической) реакции
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Влияние различных факторов на состояние химического равновесия.
Принцип Ле Шателье
Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие, равновесие сместится в направлении, ослабляющем это воздействие
смещение равновесия в |
смещение равновесия в |
сторону прямой реакции |
сторону обратной |
означает увеличение |
реакции означает |
равновесных |
увеличение равновесных |
концентраций продуктов |
концентраций |
реакции |
исходных веществ |
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Влияние концентраций (парциальных давлений) компонентов системы
Изменение концентраций 
(парциальных давлений) веществ
увеличение концентрации |
увеличение концентрации |
продуктов реакции |
исходных веществ |
или |
или |
уменьшение концентрации |
уменьшение концентрации |
исходных веществ |
продуктов реакции |
смещение равновесия |
смещение равновесия |
в сторону прямой реакции |
в сторону обратной реакции |
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Влияние концентраций веществ на состояние равновесия системы
CH4(г) + 2H2O(г) 
CO2(г) + 4H2(г)
Увеличение концентрации
CH4 или H2O
Увеличение концентрации
CO2 или H2
Уменьшение концентрации
CH4 или H2O
Уменьшение концентрации
CO2 или H2
C |
CO |
|
|
|
C |
H |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CCH |
|
|
|
CH |
O |
||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
CCO |
2 |
|
|
CH |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
CCH |
|
CH |
O |
|
||||||
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Влияние общего давления в системе
Давление оказывает влияние на равновесие реакций, сопровождающихся изменением количеств газообразных
|
веществ |
увеличение общего |
понижение общего |
давления |
давления |
смещение равновесия в |
смещение равновесия в |
сторону уменьшения |
сторону увеличения |
количества газообразных |
количества газообразных |
веществ |
веществ |
p : |
|
CH4(г) |
+ 2H2O(г) |
CO2(г ) + 4H2(г) |
|
|
|||
|
|
3 моль |
5 моль |
|
|
|
|||
p : 
Модуль I. Лекция 4. Химическое равновесие