Тест-контроль до теми «Хімічна кінетика та рівновага»

Проаналізуйте кінетику наведеної у Вашому варіанті оборотної хімічної реакції згідно з завданням тест-контролю:

1. У скільки разів зміниться швидкість прямої реакції при зміні концентрації вихідних речовин?

2. У скільки разів зміниться швидкість прямої реакції при зміні об’єму системи згідно з даними Вашого варіанту?

3. У скільки разів зміниться швидкість прямої реакції при зміні тиску в системі згідно з даними Вашого варіанту?

4. У скільки разів зміниться швидкість прямої реакції при зміні температури системи згідно з даними Вашого варіанту?

5. На скільки градусів треба змінити температуру, щоб швидкість прямої реакції залишалася сталою, якщо тиск в системі змінився, як це наведено у Вашому варіанті?

6. Як зміниться стан рівноваги в системі, якщо змінити концентрацію вихідних речовин, як це зазначено у Вашому варіанті?

7. Як змінити стан рівноваги, якщо в системі змінити тиск, як це зазначено у Вашому варіанті?

8. Як зміниться стан рівноваги в системі, якщо змінити об’єм системи, як це зазначено у Вашому варіанті?

9. Як зміниться стан рівноваги, якщо в системі змінити температуру, як це передбачено у Вашому варіанті?

10. Як змінити температуру і тиск, щоб максимально підвищити вихід продуктів реакції?

Приклад виконання тест-контролю «Хімічна кінетика та рівновага»

Хімічна система	Темп. коеф., γ	Зміни в системі
△C, разів	△V, разів	△p, разів	△t, разів
H2(r) + J2(r) ↔ 2HJ(r) + Q		+8	-4	+2	-40

Розвязок:

1. V = K [H₂] [J₂]

V₁ = K 8 [H₂] 8[J₂] = 64 K [H₂] [J₂],

Згідно до закону дії мас швидкості прямої реакції збільшиться у 64 рази при збільшенні концентрації вихідних речовин у 8 разів.

2. V₂ = K 4[H₂] 4[J₂] = 16K [H₂] [J₂],

Швидкість прямої реакції збільшиться у 16 разів, при зменшенні об’єму системи у 4 рази.

3. V₃ = K 2[H₂]2 [J₂] = 4K [H₂] [J₂]

Швидкість прямої реакції збільшиться у 4 разів, при зменшенні об’єму системи у 2 рази.

4. Згідно з правилом Вант – Гора

V_t2= V_{t1 γ}

V_t2/V_t1 = 2⁴ = 16

Швидкість прямої реакції зменшилася у 16 разів, при зменшенні температури на 40^∘ С.

5. При збільшенні тисків системі у 2 рази швидкість прямої реакції збільшиться у 4 рази. Щоб швидкість прямої реакції залишалася сталою, необхідно температуру зменшити на 20⁰С.

6. Згідно з принципом Ле-Шательє, при збільшенні концентрації вихідних речовин рівновага в системі зміститься вправо, тобто в бік продуктів реакції.

7. Якщо в системі збільшиться тиск, то рівновага зміститься в бік меншого об’єму. У нашому випадку об’єми рівні, то рівновага не зміститься.

8. Якщо в системі зменшити об`эм, то збільшиться концентрація вихідних речовин і рівновага в системі зміститься вправо.

9. При зменшенні температури рівновага зміститься в бік екзотермічних реакцій, до <+>, тобто вправо.

10. Щоб максимально підвищити вихід продуктів реакції, тобто рівновагу в системі змістити вправо, необхідно зменшити температур. Зміна тиску на рівновагу не вплине.

Завдання для самоконтролю:

Варіант 1

В яких системах для зміщення рівноваги вправо слід знизити температуру:

а) 2H₂ + O₂ = 2H₂O + Q,

б)CaCO₃ = CaO + CO₂ - Q,

в) SO₃ + H₂O = H₂SO₄ + Q,

г)N₂ + O₂ = 2NO - Q?

Варіант 2

Впливом яких факторів можна змістити рівновагу вправо в системі:

CaCO₃ = Ca + CO₂ - Q

а) збільшення тиску,

б) зниження температури,

в) підвищення температури,

г) зниження тиску?

 

Рекомендована література:

1. В.П.Басов.Хімія:Навчальний посібник:К.:Каравела,Львів,2003 р.- ст.48-51.

2. Г.П. Хомченко.Посібник з хімії.-К.:Видавництво АСК.,2003р.-ст. 115-126.

3.В.В.Сухан.Хімія:Посібник для вступників до вузів.-К.Либідь,1993.-ст.113-118.

4.І.А.Гройсман.Хімія.Закони, схеми, формули, рівняння.Київ: «Логос»,1998р.- 21-23.

5. Матеріали з Інтернету.

 

 

Самостійне вивчення.

Тема: Основні принципи зміщення хімічної рівноваги.

Принцип Ле Шательє.

План:

1. Основні принципи зміщення хімічної рівноваги.

2. Фізичний зміст константи рівноваги.

3. Принцип Ле Шательє.

Завдання для самоконтролю:

1. Рівноважні хімічні процеси.

2. Константа хімічної рівноваги.

3. Основні принципи зміщення хімічної рівноваги.

4. Принцип Ле Шательє (принцип рухомої рівноваги).

5. Як і чому впливає температура на швидкість хімічної реакції?

6. Як пояснити вплив каталізатора на швидкість реакції?

7. Як треба змінити температуру, щоб швидкість реакції, температурний коефіцієнт якої дорівнює 3, зменшився у 81 раз?

 

Задача 1

Для реакції Н₂ + І₂ = 2 НІ, ΔН⁰= 18,8 кДж/моль вивести вираз константи рівноваги і встановити, як вплине на стан рівноваги: а) збільшення концентрації Гідрогену; б) зменшення температури; в) введення каталізатора? Як максимально підвищити вихід продукту прямої реакції – йодоводню?

Розвязування

Н₂ + І₂ = 2 НІ, ΔН⁰= 18,8 кДж/моль

а) якщо збільшити концентрацію Н₂,у відповідності з принципом Ле Шательє зростає швидкість прямої реакції, яка сприяє звязуванню Гідрогену; рівновага при цьому зміститься в бік утворення НІ;

б) з підвищенням температури збільшується швидкість і константа швидкості як прямої, так і зворотної реакції, але не в однаковій мірі, що зумовлено різними температурними коефіцієнтами цих реакцій. Підвищення температури сприяє переважному перебігу ендотермічного процесу, який поглинає тепло, що підводять до системи. В даному прикладі ендотермічною є пряма реакція і зниження температури сприяє розкладу НІ та зміщенню рівноваги в бік утворення вихідних речовин;

в) введення каталізатора в однаковій мірі впливає на швидкість як прямої, так і зворотної реакції. Тому на положення рівноваги в системі каталізатор не впливає, він прискорює момент настння рівноваги. Збільшенню виходу НІ сприяє підвищення концентрації вихідних речовин, зв’язування(зменшення концентрації) НІ і нагрівання.

Задача 2

Як впливатиме підвищення тиску на хімічну рівновагу в оборотній системі

Fe₃O₄(т) + СО(г) = 3FeO(т) + СО₂(г)?

Задача 3

У системі А + В = С, ΔН⁰ ‹ 0, де А, В, і С – гази, встановилася рівновага. Як впливатимуть на рівноважну концентрацію речовини С:

а) підвищення тиску;

б) збільшення концентрації речовини А;

в) підвищення температури?

Рекомендована література:

1. В.П.Басов.Хімія:Навчальний посібник:К.:Каравела,Львів,2003 р.- ст.48-51.

2. Г.П. Хомченко.Посібник з хімії.-К.:Видавництво АСК.,2003р.-ст.126-129.

3.В.В.Сухан.Хімія:Посібник для вступників до вузів.-К.Либідь,1993.-ст.115-117.

4.І.А.Гройсман.Хімія.Закони, схеми, формули, рівняння.Київ: «Логос»,1998р.- 23-24.

5. Матеріали з Інтернету.

 

Самостійне вивчення.