Контрольные вопросы

1. Напишите математические выражения для скоростей следующих химических реакций:

а) N₂(г) + O₂(г) = 2NO(г)

б) CH₄(г) + 2О₂(г) = СО₂(г) + 2Н₂О(г)

в) 2Н₂S(г) + 3O₂(г) = 2SO₂(г) + 2Н₂О(г)

г) Fe₂O₃(к) + 3H₂(г) = Fe(к) + 3Н₂О(г)

2. Реакция между веществами SO₂ и O₂ выражается уравнением:

2 SO₂(г) + O₂ = 2SO₃(ж)

Начальная концентрация SO₂ равна 0,5 моль/л, а O₂ – 0,3 моль/л, константа скорости k = 0,4. Чему равна скорость реакции в начальный момент?

3. Как возрастет скорость реакции при повышении температуры с 10⁰С до 40⁰С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2?

Лабораторная работа № 22

Исследование химического равновесия и условий его смещения

Цель работы: изучить влияние различных факторов на химическое равновесие.

Оборудование и реактивы:

• химические стаканы,

• пробирки,

• насыщенные растворы FeCI₃, NH₄CNS,

• сухая соль NH₄CI,

• дистиллированная вода.

Теоретическое введение

Химическое равновесие – это состояние обратимого процесса, при котором скорости прямой (V_пр.) и обратной (V_обр.) реакций равны.

аА + bВ = сАВ

V_пр. = V_обр

k_пр * [A]^a x [B]^b = k_обр.* [AB]^c

где [A], [B], [AB] – равновесные концентрации, моль/л;

a, b, c – стехиометрические коэффициенты.

Отношение k_пр /k_об= К_р называется константой равновесия. Она зависит только от природы реагирующих веществ и от температуры, но не зависит от концентрации реагирующих веществ, от присутствия катализатора и внешнего давления.

Величина К_р количественно характеризует состояние равновесия: чем больше К_р, тем больше концентрация продуктов реакции в момент равновесия:

К_р =

Химическое равновесие нарушается при изменении условий протекания реакций: изменение концентрации какого-либо из веществ, участвующих в реакции, давления или температуры. В соответствии с принципом Ле Шателье:

если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие извне, то в результате протекающих в ней процессов, равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие уменьшается.

Экспериментальная часть

Задание. Исследовать влияние изменения концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие

Реакция между хлоридом железа (III) FeCI₃ и роданидом аммония NH₄CNS выражается уравнением:

FeCI₃ + 3NH₄CNS = Fe(CNS)₃ + 3NH₄CI

желтый прозрачный темно-красный прозрачный

раствор раствор раствор раствор

Напишите выражение константы равновесия данной реакции.

В стаканчик налейте 40 мл дистиллированной воды и добавьте по 1-2 капли насыщенных растворов FeCI₃ и NH₄CNS. Образуется раствор красного цвета. По изменению интенсивности этой окраски можно судить о направлении смещения равновесия в ту или иную сторону.

Полученный раствор разлейте в 4 пробирки поровну. В первую пробирку добавьте 2-3 капли насыщенного раствора FeCI₃, во вторую – 2-3 капли насыщенного раствора NH₄CNS, в третью – несколько кристалликов NH₄CI.

Сравните окраску растворов во всех трех пробирках с контрольной смесью в четвертой пробирке, в которой находится исходный раствор. По изменению интенсивности окраски определите направление смещения равновесия.

Дайте объяснения наблюдаемым явлениям, пользуясь выражением константы химического равновесия и принципом Ле Шателье.

Результаты опыта занесите в таблицу.

Таблица

№ пробирки	Что добавили	Изменение интенсивности окраски	Направление смещения равновесия
1
2
3
4