Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Кинетический подход к состоянию химического равновесия
С позиций химической кинетики химическое равновесие наступает тогда, когда скорость прямой реакции становится равной скорости обратной реакции:
где Кр – константа химического равновесия, величина, характеризующая степень протекания реакции; для любого химического равновесия Кр является безразмерной величиной. NB! На величину константы химического равновесия оказывает влияние только температура системы и природа веществ, и не влияют концентрации веществ, давление и объем системы. В случае гетерогенного равновесия в выражение для Кр попадают только концентрации (парциальные давления) газов, если они есть или только концентрации соединений, находящихся в растворе. Концентрации твердых веществ никогда не попадают в выражение константы химического равновесия. Термодинамический подход к состоянию химического равновесия Изменение свободной энергии Гиббса DG связано со стандартным изменением свободной энергии Гиббса DG0 и концентрациями веществ в химической системе следующим уравнением: Стандартным изменением энергии Гиббса DG0 называется изменение свободной энергии при стандартных условиях (P0 = 1 атм, Т = 273 К) и концентрациях веществ 1 моль/л. С позиций термодинамики, равновесие наступает тогда, когда система приходит к минимуму свободной энергии или, другими словами, когда DGТ = 0. В этом случае выражение, находящееся под логарифмом, превращается в константу химического равновесия:
DGТ < 0 – процесс возможен DGТ > 0 – процесс невозможен DGТ = 0 – химическое равновесие DGТ0 < 0, lnKP > 0, KP > 1 DGТ0 > 0, lnKP < 0, KP < 1 DGТ0 = 0, lnKP = 0, KP = 1 DGТ –возможность протекания процесса; DGТ0 – мера протекания процесса (КР). Равновесие реализуется в интервале DG0 = ±50 кДж. Задачи к разделу 1. Определите понятия a) «истинное химическое равновесие», b) «ложное химическое равновесие», c) равновесие гомогенное и гетерогенное. 2. Сформулируйте закон действующих масс для химического равновесия. 3. Что такое константа химического равновесия? 4. Принцип Ле–Шателье. 5. В системе N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г) начальные концентрации азота и водорода равны соответственно 2 и 6 моль/л. Как изменится давление к моменту равновесия, если наступит оно тогда, когда прореагирует 10% первоначального количества азота? Чему равна константа этого равновесия?
6. При смешении 1,0 моль HCl с 0,48 моль O2 образовалось 0,40 моль хлора. Давление в системе равно 1 атм. Определите константу равновесия 4HCl(г) + O2(г) 2H2O(г) + 2Cl2(г). 7. Константа равновесия CO2(г) + H2(г) CO(г) + H2O(г) равна 1. В каких объемных отношениях были смешаны CO2 и H2, если к моменту равновесия 90% водорода превратилось в воду? 8. Константа равновесия Fe2O3(кр) + 3CO(г) 2Fe(кр) + 3CO2(г) при температуре T равна 0,4. Исходные концентрации CO и CO2 равны соответственно 0,2 и 0,1 моль/л. Найдите равновесные концентрации. 9. Константа равновесия реакции 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г) равна 2,2. Равновесная концентрация оксида азота равна 0,02 моль/л, а диоксида – 0,03 моль/л. Определите исходную концентрацию O2. 10. Исходные концентрации оксида углерода и хлора равны 0,03 и 0,02 моль/л. Равновесная концентрация CO равна 0,021 моль/л. Определите равновесные концентрации хлора и фосгена в реакции CO(г) + Cl2(г) COCl2(г). 11. Исходная концентрация CO равна 0,05 моль/л, а хлора – 0,06 моль/л. Реакция CO(г) + Cl2(г) COCl2(г) протекает в замкнутом сосуде емкостью 1 л. Вычислите исходное давление и давление в момент, когда 50% CO прореагирует, если начальная температура 20°C, а конечная 50°C. 12. Константа равновесия A(г) + B(г) C(г) + D(г) равна 1. Начальные концентрации A и B равны соответственно 0,02 и 0,10 моль/л. Сколько моль/л A подверглось превращению при данных условиях? 13. Константу равновесия CO(г) + H2O(г) CO2(г) + H2(г) выразите через константы двух других равновесий: 2CO(г) + О2(г) 2CO2(г) (k1) 2H2(г) + O2(г) 2H2O(г) (k2). 14. Укажите (качественно), какие изменения условий (температура, давление) благоприятствуют смещению равновесий вправо: a) H2(г) + S(кр) H2S(г) ∆H° = – 40,0 кДж b) 2O3(г) 3O2(г) ∆H° = – 287,7 кДж c) HCl(г) H2(г) + Cl2(г) ∆H° = +183,5 кДж d) CO2(г) + H2O(г) HCOOH(г) + O2(г) ∆H° = +517,1 кДж. 15. Оцените, при какой температуре константа равновесия 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г) равна 1. Стандартные энтальпии образования и энтропии этих веществ приведены в приложении. 16. Оцените температуру, при которой давление диссоциации CaCO3 достигает 1 атм. Какие допущения используются при этой оценке?
17. Константа равновесия Kp реакции NH4Cl(кр) NH3(г) + HСl(г) при 25°С равна 10 – 16, DH°298 реакции равна 177,1 кДж. Найдите температуру, при которой давление диссоциации достигает 1 атм. 18. Константа равновесия реакции 2HI(г) H2(г) + I2(г) при 360°C равна 0,0162, а при 445°C равна 0,0240. Вычислите термодинамические характеристики процесса диссоциации йодоводорода. 19. Вычислите начальные концентрации исходных аминокислот, константу равновесия (Кр) и DG0298 реакции образования дипептида: аланин + глицин = аланинглицин, если равновесные концентрации реагентов следующие: [аланин] = [глицин] = 1,5 моль/л, [аланинглицин] = 3·10 – 3 моль/л. 20. В биологическом полимере имеет место следующее превращение: нативное состояние денатурированное состояние причем при повышении температуры равновесие сдвигается вправо: a) что можно сказать о знаке DН° в соответствии с принципом Ле-Шателье? b) если при температуре 60°С величина DG° отрицательна, а DН° положительна, то каков будет знак изменения энтропии этого процесса?
Растворы
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 198; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.189.180.76 (0.009 с.) |