Zadania egzaminacyjne Unified State z testu chemicznego online: Odwracalne i nieodwracalne reakcje chemiczne. Równowaga chemiczna

Same reakcje odwracalne rzadko mają praktyczne znaczenie, ale w niektórych przypadkach korzyści technologiczne lub opłacalność produkcji wymagają przesunięcia równowagi jednej lub drugiej reakcji odwracalnej. Aby przesunąć równowagę stosować techniki technologiczne, takie jak zmiana stężenia odczynników, zmiany ciśnienia, temperatury.

Wzrost stężenia jednego z reagentów (lub obu substancji) przesuwa równowagę w stronę powstawania produktów reakcji. Lub odwrotnie, spadek stężenia produktów reakcji również przesuwa równowagę w kierunku ich powstawania. Na przykład dla reakcji:

H2+Cl2↔2HCl;

Wzrost stężenia H 2 lub Cl 2 (a także jednocześnie H 2 i Cl 2) lub spadek stężenia HCl spowoduje przesunięcie tej równowagi z lewej strony na prawą i przesunięcie równowagi z prawej po lewej stronie należy albo zwiększyć stężenie HCl, albo zmniejszyć stężenie H 2, Cl 2 lub obu substancji.

Rozważmy wpływ zmian ciśnienia na reakcję odwracalną na przykładzie reakcji:

2N 2 +H 2 ↔2NНз;

Wraz ze wzrostem ciśnienia na dany układ wzrasta stężenie substancji. W takim przypadku równowaga przesunie się w stronę mniejszych objętości. Po lewej stronie równania dwie objętości azotu reagują z jedną objętością wodoru. Po prawej stronie równania znajdują się dwie objętości amoniaku, tj. liczba objętości po prawej stronie reakcji równowagowej jest mniejsza niż po lewej stronie, dlatego wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga reakcji przesunie się w prawo. Dla reakcji:

H2+Br2↔2HBr

Liczby objętości po prawej i lewej stronie równania są równe (jedna objętość wodoru i jedna objętość bromu po lewej stronie i dwie objętości bromowodoru po prawej), a wzrost ciśnienia nie spowoduje przesunięcia równowagi ani z od lewej do prawej lub od prawej do lewej. Jeżeli podana jest reakcja równowagowa:

Cl 2(r) +2HJ (r) ↔2HCl (r) +J 2(TB)

Wskaźniki (g) odpowiadają substancjom gazowym, a (tv) - substancjom w fazie stałej. Zmiana ciśnienia w danym układzie równowagi będzie miała wpływ na substancje gazowe (Cl 2, HJ, HCl), ale ciśnienie nie będzie miało wpływu na substancje w stanie stałym (J2) lub cieczy (H20). Dlatego w przypadku powyższej reakcji wzrost ciśnienia przesunie równowagę w kierunku mniejszych objętości, tj. od lewej do prawej.

Wzrost temperatury zwiększa energię kinetyczną wszystkich cząsteczek biorących udział w reakcji. Ale cząsteczki wchodzące w reakcję (endotermiczną) zaczynają ze sobą szybciej oddziaływać. Wraz ze wzrostem temperatury równowaga przesuwa się w stronę reakcji endotermicznej, a wraz ze spadkiem temperatury w stronę reakcji egzometrycznej. Rozważmy reakcję równowagi:

Q CaCO3 ↔CaO + CO 2 -Q

w którym lewa strona odpowiada reakcji egzotermicznej, a prawa strona odpowiada reakcji endotermicznej. Po podgrzaniu CaCO3 następuje rozkład tej substancji, dlatego im wyższa temperatura rozkładu CaCO3, im większe staje się stężenie CaO i CO2, równowaga przesuwa się do endotermicznej części równania, to znaczy od lewej do dobrze i odwrotnie, wraz ze spadkiem temperatury równowaga przesunie się w stronę reakcji egzotermicznej, tj. z prawej do lewej.

Zmiany zachodzące w układzie równowagi pod wpływem wpływów zewnętrznych określa zasada Le Chateliera

„Jeśli na układ będący w równowadze chemicznej wywierany jest wpływ zewnętrzny, prowadzi to do przesunięcia równowagi w kierunku, który przeciwdziała temu wpływowi”.

Wprowadzenie katalizatorów do układu równowagowego nie prowadzi do zmiany równowagi.

Zapisz się na lekcję z Władimirem Pawłowiczem

stronie internetowej, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do źródła.

Równowaga chemiczna reakcji przesuwa się w kierunku tworzenia produktu reakcji, gdy

1) spadek ciśnienia

2) wzrost temperatury

3) dodanie katalizatora

4) dodanie wodoru

Wyjaśnienie.

Spadek ciśnienia (wpływ zewnętrzny) doprowadzi do nasilenia procesów podwyższających ciśnienie, co oznacza, że ​​równowaga przesunie się w stronę większej liczby cząstek gazowych (wytwarzających ciśnienie), tj. w kierunku odczynników.

Gdy temperatura wzrośnie (wpływ zewnętrzny), system będzie miał tendencję do obniżania temperatury, co oznacza, że ​​proces pochłaniania ciepła nasila się. równowaga przesunie się w stronę reakcji endotermicznej, tj. w kierunku odczynników.

Dodatek wodoru (wpływ zewnętrzny) spowoduje intensyfikację procesów zużywających wodór, tj. równowaga przesunie się w stronę produktu reakcji

Odpowiedź: 4

Źródło: Yandex: Praca szkoleniowa z ujednoliconego egzaminu państwowego z chemii. Opcja 1.

Równowaga przesuwa się w kierunku substancji wyjściowych, gdy

1) malejące ciśnienie

2) ogrzewanie

3) wprowadzenie katalizatora

4) dodanie wodoru

Wyjaśnienie.

Zasada Le Chateliera - jeśli na układ będący w równowadze wpływa się z zewnątrz poprzez zmianę któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to w układzie ulegają wzmocnieniu procesy mające na celu kompensację wpływu zewnętrznego.

Spadek ciśnienia (wpływ zewnętrzny) doprowadzi do nasilenia procesów podwyższających ciśnienie, co oznacza, że ​​równowaga przesunie się w stronę większej liczby cząstek gazowych (które wytwarzają ciśnienie), tj. w kierunku produktów reakcji.

Gdy temperatura wzrośnie (wpływ zewnętrzny), system będzie miał tendencję do obniżania temperatury, co oznacza, że ​​proces pochłaniania ciepła nasila się. równowaga przesunie się w stronę reakcji endotermicznej, tj. w kierunku produktów reakcji.

Katalizator nie wpływa na przesunięcie równowagi

Dodatek wodoru (wpływ zewnętrzny) spowoduje intensyfikację procesów zużywających wodór, tj. równowaga przesunie się w stronę substancji wyjściowych

Odpowiedź: 4

Źródło: Yandex: Praca szkoleniowa z ujednoliconego egzaminu państwowego z chemii. Opcja 2.

przyczyni się do tego przesunięcie równowagi chemicznej w prawo

1) spadek temperatury

2) wzrost stężenia tlenku węgla (II)

3) wzrost ciśnienia

4) zmniejszenie stężenia chloru

Wyjaśnienie.

Należy przeanalizować reakcję i dowiedzieć się, jakie czynniki przyczynią się do przesunięcia równowagi w prawo. Reakcja jest endotermiczna, zachodzi wraz ze wzrostem objętości produktów gazowych, jest jednorodna, zachodzi w fazie gazowej. Zgodnie z zasadą Le Chateliera system reaguje na działanie zewnętrzne. Zatem równowaga może zostać przesunięta w prawo w przypadku zwiększenia temperatury, zmniejszenia ciśnienia, zwiększenia stężenia substancji wyjściowych lub zmniejszenia ilości produktów reakcji. Po porównaniu tych parametrów z wariantami odpowiedzi wybieramy odpowiedź nr 4.

Odpowiedź: 4

Przesunięcie równowagi chemicznej w lewo w reakcji

przyczyni się

1) zmniejszenie stężenia chloru

2) zmniejszenie stężenia chlorowodoru

3) wzrost ciśnienia

4) spadek temperatury

Wyjaśnienie.

Oddziaływaniu na układ w równowadze towarzyszy opór z jego strony. Kiedy stężenie substancji wyjściowych maleje, równowaga przesuwa się w stronę tworzenia tych substancji, tj. w lewo.

Ekaterina Kołobow 15.05.2013 23:04

Odpowiedź jest błędna. Konieczne jest obniżenie temperatury (wraz ze spadkiem temperatury równowaga przesunie się w stronę ewolucji egzotermicznej).

Aleksander Iwanow

Wraz ze spadkiem temperatury równowaga przesunie się w stronę uwolnienia egzotermicznego, tj. w prawo.

Zatem odpowiedź jest prawidłowa

A. Podczas stosowania katalizatora nie następuje przesunięcie równowagi chemicznej w tym układzie.

B. Wraz ze wzrostem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w stronę substancji wyjściowych.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Przy zastosowaniu katalizatora nie następuje przesunięcie równowagi chemicznej w tym układzie, ponieważ Katalizator przyspiesza zarówno reakcje do przodu, jak i do tyłu.

Wraz ze wzrostem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w stronę substancji wyjściowych, ponieważ reakcja odwrotna jest endotermiczna. Wzrost temperatury w układzie prowadzi do wzrostu szybkości reakcji endotermicznej.

Odpowiedź: 3

przesunie się w kierunku odwrotnej reakcji, jeśli

1) podnieść ciśnienie krwi

2) dodać katalizator

3) zmniejszyć koncentrację

4) zwiększyć temperaturę

Wyjaśnienie.

Równowaga chemiczna w układzie przesunie się w stronę reakcji odwrotnej, jeśli zwiększy się szybkość reakcji odwrotnej. Rozumujemy w następujący sposób: reakcja odwrotna jest reakcją egzotermiczną, która zachodzi wraz ze zmniejszeniem objętości gazów. Jeśli obniżysz temperaturę i zwiększysz ciśnienie, równowaga przesunie się w kierunku reakcji przeciwnej.

Odpowiedź 1

Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

A. Wraz ze spadkiem temperatury równowaga chemiczna w danym układzie ulega przesunięciu

w kierunku produktów reakcji.

B. Gdy stężenie metanolu maleje, równowaga w układzie przesuwa się w kierunku produktów reakcji.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Wraz ze spadkiem temperatury równowaga chemiczna w danym układzie ulega przesunięciu

w odniesieniu do produktów reakcji jest to prawdą, ponieważ bezpośrednia reakcja jest egzotermiczna.

Wraz ze spadkiem stężenia metanolu równowaga w układzie przesuwa się w kierunku produktów reakcji, jest to prawdą, ponieważ gdy stężenie substancji maleje, reakcja, w wyniku której powstaje ta substancja, zachodzi szybciej

Odpowiedź: 3

W którym układzie zmiana ciśnienia praktycznie nie ma wpływu na zmianę równowagi chemicznej?

Wyjaśnienie.

Aby zapobiec przesunięciu się równowagi w prawo przy zmianie ciśnienia, konieczne jest, aby ciśnienie w układzie się nie zmieniało. Ciśnienie zależy od ilości substancji gazowych w danym układzie. Obliczmy objętości substancji gazowych po lewej i prawej stronie równania (za pomocą współczynników).

To będzie reakcja numer 3

Odpowiedź: 3

Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

A. Kiedy ciśnienie spada, równowaga chemiczna w tym układzie ulegnie przesunięciu

w kierunku produktu reakcji.

B. Wraz ze wzrostem stężenia dwutlenku węgla równowaga chemiczna układu przesunie się w kierunku produktu reakcji.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Zasada Le Chateliera - jeśli na układ będący w równowadze wpływa się z zewnątrz poprzez zmianę któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to w układzie ulegają wzmocnieniu procesy mające na celu kompensację wpływu zewnętrznego.

Spadek ciśnienia (wpływ zewnętrzny) doprowadzi do nasilenia procesów podwyższających ciśnienie, co oznacza, że ​​równowaga przesunie się w stronę większej liczby cząstek gazowych (które wytwarzają ciśnienie), czyli w stronę reagentów. Zdanie A jest błędne.

Dodatek dwutlenku węgla (wpływ zewnętrzny) spowoduje intensyfikację procesów zużywających dwutlenek węgla, czyli równowaga przesunie się w stronę odczynników. Zdanie B jest błędne.

Odpowiedź: oba stwierdzenia są błędne.

Odpowiedź: 4

Równowaga chemiczna w układzie

w rezultacie przesuwa się w stronę substancji wyjściowych

1) zwiększenie stężenia wodoru

2) wzrost temperatury

3) wzrost ciśnienia

4) zastosowanie katalizatora

Wyjaśnienie.

Reakcja bezpośrednia jest egzotermiczna, reakcja odwrotna jest endotermiczna, dlatego wraz ze wzrostem temperatury równowaga przesunie się w stronę substancji wyjściowych.

Odpowiedź: 2

Wyjaśnienie.

Aby równowaga przesunęła się w prawo wraz ze wzrostem ciśnienia, konieczne jest, aby bezpośrednia reakcja nastąpiła wraz ze zmniejszeniem objętości gazów. Obliczmy objętości substancji gazowych. po lewej i prawej stronie równania.

To będzie reakcja numer 3

Odpowiedź: 3

Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

A. Wraz ze wzrostem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie ulegnie przesunięciu

w kierunku produktów reakcji.

B. Gdy stężenie dwutlenku węgla spadnie, równowaga układu przesunie się w stronę produktów reakcji.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Reakcja naprzód jest egzotermiczna, reakcja odwrotna jest endotermiczna, dlatego wraz ze wzrostem temperatury równowaga przesunie się w stronę reakcji odwrotnej. (pierwsze stwierdzenie jest fałszywe)

Wraz ze wzrostem stężenia substancji wyjściowych równowaga przesunie się w kierunku reakcji do przodu; wraz ze wzrostem stężenia produktów reakcji równowaga przesunie się w stronę reakcji odwrotnej. Kiedy stężenie substancji maleje, reakcja, w wyniku której powstaje ta substancja, zachodzi szybciej. (drugie stwierdzenie jest prawdziwe)

Odpowiedź: 2

Antoni Gołyszew

Nie - wyjaśnienie jest napisane poprawnie, przeczytaj uważniej. Wraz ze spadkiem stężenia dwutlenku węgla równowaga przesunie się w kierunku reakcji jego powstawania - w kierunku produktów.

Lisa Korowina 04.06.2013 18:36

W zadaniu jest napisane:

B. W miarę spadku stężenia dwutlenku węgla równowaga układu przesunie się w stronę produktów reakcji... O ile rozumiem, prawa strona reakcji to produkty reakcji. Wynika z tego, że obie opcje są prawidłowe!

Aleksander Iwanow

Wynika z tego, że drugie stwierdzenie jest prawdziwe.

W systemie

Przesunięcie równowagi chemicznej w lewo nastąpi, gdy

1) spadek ciśnienia

2) spadek temperatury

3) zwiększenie stężenia tlenu

4) dodanie katalizatora

Wyjaśnienie.

Obliczmy ilość produktów gazowych po prawej i lewej stronie reakcji (za pomocą współczynników).

3 i 2. Z tego widać, że jeśli ciśnienie zostanie obniżone, równowaga przesunie się w lewo, ponieważ system dąży do przywrócenia równowagi w systemie.

Odpowiedź 1

W systemie

1) wzrost ciśnienia

2) wzrost stężenia tlenku węgla (IV)

3) spadek temperatury

4) wzrost stężenia tlenu

Wyjaśnienie.

Zasada Le Chateliera - jeśli na układ będący w równowadze wpływa się z zewnątrz poprzez zmianę któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to w układzie ulegają wzmocnieniu procesy mające na celu kompensację wpływu zewnętrznego.

Wzrost ciśnienia (wpływ zewnętrzny) będzie prowadził do intensyfikacji procesów obniżających ciśnienie, co oznacza, że ​​równowaga przesunie się w stronę mniejszej liczby cząstek gazowych (wytwarzających ciśnienie), tj. w kierunku produktów reakcji.

Dodatek tlenku węgla (IV) (wpływ zewnętrzny) doprowadzi do intensyfikacji procesów zużywających tlenek węgla (IV), tj. równowaga przesunie się w stronę substancji wyjściowych

Kiedy temperatura spada (wpływ zewnętrzny), system będzie miał tendencję do zwiększania temperatury, co oznacza, że ​​proces wydzielania ciepła nasila się. Równowaga przesunie się w stronę reakcji egzotermicznej, tj. w kierunku produktów reakcji.

Dodatek tlenu (wpływ zewnętrzny) doprowadzi do nasilenia procesów zużywających tlen, tj. równowaga przesunie się w stronę produktów reakcji.

Odpowiedź: 2

A. Gdy temperatura w tym układzie wzrasta, równowaga chemiczna nie ulega przesunięciu,

B. Wraz ze wzrostem stężenia wodoru równowaga w układzie przesuwa się w stronę substancji wyjściowych.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Zgodnie z regułą Le Chateliera, ponieważ ciepło wydziela się w reakcji bezpośredniej, gdy wzrasta, równowaga przesunie się w lewo; Ponadto, ponieważ wodór jest odczynnikiem, gdy stężenie wodoru wzrasta, równowaga w układzie przesuwa się w kierunku produktów. Zatem oba stwierdzenia są błędne.

Odpowiedź: 4

W systemie

przyczyni się do przesunięcia równowagi chemicznej w kierunku utworzenia estru

1) dodanie metanolu

2) wzrost ciśnienia

3) zwiększenie stężenia eteru

4) dodanie wodorotlenku sodu

Wyjaśnienie.

Podczas dodawania (zwiększania stężenia) dowolnej substancji wyjściowej równowaga przesuwa się w stronę produktów reakcji.

Odpowiedź 1

W którym układzie wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga chemiczna przesunie się w stronę substancji wyjściowych?

Wyjaśnienie.

Wzrost lub spadek ciśnienia może przesunąć równowagę tylko w procesach, w których biorą udział substancje gazowe i które zachodzą wraz ze zmianą objętości.

Aby wraz ze wzrostem ciśnienia przesunąć równowagę w stronę substancji wyjściowych, niezbędne są warunki, aby proces przebiegał ze wzrostem objętości.

To jest proces 2. (Substancje wyjściowe to 1 objętość, produkty reakcji to 2)

Odpowiedź: 2

W którym układzie wzrost stężenia wodoru przesuwa równowagę chemiczną w lewo?

Wyjaśnienie.

Jeżeli wzrost stężenia wodoru przesuwa równowagę chemiczną w lewo, to mówimy o wodorze jako produkcie reakcji. Produktem reakcji jest wodór tylko w opcji 3.

Odpowiedź: 3

W systemie

Przesunięcie równowagi chemicznej w prawo jest ułatwione przez

1) wzrost temperatury

2) spadek ciśnienia

3) wzrost stężenia chloru

4) zmniejszenie stężenia tlenku siarki (IV)

Wyjaśnienie.

Wzrost stężenia którejkolwiek z substancji wyjściowych przesuwa równowagę chemiczną w prawo.

Odpowiedź: 3

przyczyni się do tego przesunięcie równowagi chemicznej w kierunku substancji wyjściowych

1) spadek ciśnienia

2) spadek temperatury

3) wzrost koncentracji

4) spadek koncentracji

Wyjaśnienie.

Reakcja ta przebiega ze spadkiem objętości. Wraz ze spadkiem ciśnienia zwiększa się objętość, zatem równowaga przesuwa się w stronę rosnącej objętości. W tej reakcji w kierunku substancji wyjściowych, tj. w lewo.

Odpowiedź 1

Aleksander Iwanow

Jeśli zmniejszymy stężenie SO 3, równowaga przesunie się w stronę reakcji, która zwiększa stężenie SO 3, czyli w prawo (w stronę produktu reakcji)

Równowaga chemiczna w układzie

przesuwa się w prawo, kiedy

1) zwiększenie ciśnienia

2) spadek temperatury

3) zwiększenie koncentracji

4) wzrost temperatury

Wyjaśnienie.

Wraz ze wzrostem ciśnienia, spadkiem temperatury lub wzrostem stężenia równowaga, zgodnie z regułą Le Chateliera, przesunie się w lewo, dopiero wraz ze wzrostem temperatury równowaga przesunie się w prawo.

Odpowiedź: 4

O stanie równowagi chemicznej w układzie

1) wzrost ciśnienia

2) wzrost koncentracji

3) wzrost temperatury

4) spadek temperatury

Wyjaśnienie.

Ponieważ jest to reakcja jednorodna, której nie towarzyszy zmiana objętości, wzrost ciśnienia nie wpływa na stan równowagi chemicznej w tym układzie.

Odpowiedź 1

W którym układzie wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga chemiczna przesunie się w kierunku substancji wyjściowych?

Wyjaśnienie.

Zgodnie z regułą Le Chateliera wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga chemiczna będzie się przesuwać w stronę substancji wyjściowych w reakcji jednorodnej, czemu towarzyszyć będzie wzrost liczby moli produktów gazowych. Jest tylko jedna taka reakcja – numer dwa.

Odpowiedź: 2

O stanie równowagi chemicznej w układzie

nie ma wpływu

1) wzrost ciśnienia

2) wzrost koncentracji

3) wzrost temperatury

4) spadek temperatury

Wyjaśnienie.

Zmiany temperatury i stężenia substancji będą miały wpływ na stan równowagi chemicznej. W tym przypadku ilość substancji gazowych po lewej i prawej stronie jest taka sama, dlatego nawet jeśli reakcja zachodzi z udziałem substancji gazowych, wzrost ciśnienia nie wpłynie na stan równowagi chemicznej.

Odpowiedź 1

Równowaga chemiczna w układzie

przesuwa się w prawo, kiedy

1) zwiększenie ciśnienia

2) zwiększenie koncentracji

3) obniżenie temperatury

4) wzrost temperatury

Wyjaśnienie.

Ponieważ nie jest to reakcja jednorodna, zmiana ciśnienia nie będzie miała na nią wpływu; wzrost stężenia dwutlenku węgla przesunie równowagę w lewo. Ponieważ ciepło jest pochłaniane w reakcji bezpośredniej, jego wzrost doprowadzi do przesunięcia równowagi w prawo.

Odpowiedź: 4

W którym układzie zmiana ciśnienia praktycznie nie ma wpływu na zmianę równowagi chemicznej?

Wyjaśnienie.

W przypadku reakcji jednorodnych zmiana ciśnienia praktycznie nie ma wpływu na zmianę równowagi chemicznej w układach, w których podczas reakcji nie następuje zmiana liczby moli substancji gazowych. W tym przypadku jest to reakcja nr 3.

Odpowiedź: 3

W układzie przesunięcie równowagi chemicznej w stronę substancji wyjściowych ułatwi m.in

1) spadek ciśnienia

2) spadek temperatury

3) spadek koncentracji

4) wzrost koncentracji

Wyjaśnienie.

Ponieważ reakcja ta jest jednorodna i towarzyszy jej spadek liczby moli substancji gazowych, wraz ze spadkiem ciśnienia równowaga w tym układzie przesunie się w lewo.

Odpowiedź 1

Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

A. Wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga chemiczna przesuwa się w kierunku produktu reakcji.

B. Gdy temperatura spadnie, równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w kierunku produktu reakcji.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Ponieważ jest to reakcja jednorodna, której towarzyszy spadek liczby moli gazów, wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga chemiczna przesuwa się w stronę produktu reakcji. Dodatkowo, gdy zachodzi reakcja bezpośrednia, wydziela się ciepło, więc gdy temperatura spada, równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w stronę produktu reakcji. Obydwa orzeczenia są prawidłowe.

Odpowiedź: 3

W systemie

przesunięcie równowagi chemicznej w prawo nastąpi, gdy

1) zwiększenie ciśnienia

2) wzrost temperatury

3) zwiększenie stężenia tlenku siarki (VI)

4) dodanie katalizatora

Wyjaśnienie.

Ilość substancji gazowych w tym układzie po lewej stronie jest większa niż po prawej stronie, czyli gdy zachodzi reakcja bezpośrednia, ciśnienie maleje, więc wzrost ciśnienia spowoduje przesunięcie równowagi chemicznej w prawo.

Odpowiedź 1

Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

A. Wraz ze wzrostem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w stronę substancji wyjściowych.

B. Wraz ze wzrostem stężenia tlenku azotu (II) równowaga układu przesunie się w stronę substancji wyjściowych.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

Ponieważ w tym układzie zgodnie z regułą Le Chateliera wydziela się ciepło, wraz ze wzrostem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie faktycznie przesunie się w stronę substancji wyjściowych. Ponieważ tlenek azotu (II) jest reagentem, wraz ze wzrostem jego stężenia równowaga przesunie się w stronę produktów.

Odpowiedź 1

Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

A. Wraz ze spadkiem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w stronę produktów reakcji.

B. Gdy stężenie tlenku węgla spadnie, równowaga układu przesunie się w kierunku produktów reakcji.

1) tylko A jest poprawne

2) tylko B jest poprawne

3) oba orzeczenia są prawidłowe

4) oba orzeczenia są błędne

Wyjaśnienie.

W tej reakcji uwalniane jest ciepło, więc wraz ze spadkiem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie faktycznie przesunie się w stronę produktów reakcji. Ponieważ tlenek węgla jest odczynnikiem, spadek jego stężenia spowoduje przesunięcie równowagi w kierunku jego powstania, czyli w kierunku odczynników.

Odpowiedź 1

W systemie

przesunięcie równowagi chemicznej w prawo nastąpi, gdy

1) zwiększenie ciśnienia

2) wzrost temperatury

3) zwiększenie stężenia tlenku siarki (VI)

4) dodanie katalizatora

Wyjaśnienie.

W tej jednorodnej reakcji maleje liczba moli substancji gazowych, więc wraz ze wzrostem ciśnienia nastąpi przesunięcie równowagi chemicznej w prawo.

Odpowiedź 1

Równowaga chemiczna w układzie

przesuwa się w prawo, kiedy

1) zwiększenie ciśnienia

2) zwiększenie koncentracji

3) obniżenie temperatury

4) wzrost temperatury

Wyjaśnienie.

Wraz ze wzrostem ciśnienia, wzrostem stężenia czy spadkiem temperatury równowaga przesunie się w stronę zmniejszenia tych efektów – czyli w lewo. A ponieważ reakcja jest endotermiczna, dopiero wraz ze wzrostem temperatury równowaga przesunie się w prawo.

Odpowiedź: 4

Wraz ze wzrostem ciśnienia wydajność produktu(ów) w odwracalnej reakcji będzie się zmniejszać

1) N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g)

2) C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) C 2 H 5 OH (g)

3) C (tv) + CO 2 (g) 2CO (g)

4) 3Fe (tv) + 4H 2 O (g) Fe 3 O 4 (tv) + 4H 2 (g)

Wyjaśnienie.

Zgodnie z zasadą Le Chateliera, jeśli na układ znajdujący się w stanie równowagi chemicznej wpłynie od zewnątrz zmiana któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to równowaga w układzie przesunie się w kierunku, który zmniejsza wpływ .

Musimy tutaj znaleźć reakcję, w której równowaga przesunie się w lewo wraz ze wzrostem ciśnienia. W tej reakcji liczba moli substancji gazowych po prawej stronie musi być większa niż po lewej stronie. To jest reakcja numer 3.

Odpowiedź: 3

przesuwa się w kierunku produktów reakcji, gdy

1) spadek temperatury

2) spadek ciśnienia

3) użycie katalizatora

4) wzrost temperatury

Wyjaśnienie.

Zgodnie z zasadą Le Chateliera, jeśli na układ znajdujący się w stanie równowagi chemicznej wpłynie od zewnątrz zmiana któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to równowaga w układzie przesunie się w kierunku, który zmniejsza wpływ .

Równowaga reakcji endotermicznej przesunie się w prawo wraz ze wzrostem temperatury.

Odpowiedź: 4

Źródło: Jednolity egzamin państwowy z chemii 06.10.2013. Główna fala. Daleki Wschód. Opcja 2.

Wyjaśnienie.

A) 1) w kierunku produktów reakcji

Odpowiedź: 1131

Ustal zgodność między równaniem reakcji chemicznej a kierunkiem przesunięcia równowagi chemicznej wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie:

Zapisz cyfry w swojej odpowiedzi, układając je w kolejności odpowiadającej literom:

Wyjaśnienie.

Zgodnie z zasadą Le Chateliera, jeśli na układ znajdujący się w stanie równowagi chemicznej wpłynie od zewnątrz zmiana któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to równowaga w układzie przesunie się w kierunku, który zmniejsza wpływ .

Wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga przesunie się w stronę mniejszej ilości gazów.

A) - w kierunku produktów reakcji (1)

B) - w kierunku produktów reakcji (1)

B) - w stronę substancji wyjściowych (2)

D) - w kierunku produktów reakcji (1)

Odpowiedź: 1121

Ustal zgodność między równaniem reakcji chemicznej a kierunkiem przesunięcia równowagi chemicznej wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie:

Zapisz cyfry w swojej odpowiedzi, układając je w kolejności odpowiadającej literom:

Wyjaśnienie.

Zgodnie z zasadą Le Chateliera, jeśli na układ znajdujący się w stanie równowagi chemicznej wpłynie od zewnątrz zmiana któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to równowaga w układzie przesunie się w kierunku, który zmniejsza wpływ .

Wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga przesunie się w stronę reakcji z mniejszą ilością substancji gazowych.

B) 2) w kierunku substancji wyjściowych

B) 3) praktycznie się nie rusza

D) 1) w kierunku produktów reakcji

Odpowiedź: 2231

Ustal zgodność między równaniem reakcji chemicznej a kierunkiem przesunięcia równowagi chemicznej wraz ze wzrostem ciśnienia w układzie:

Zapisz cyfry w swojej odpowiedzi, układając je w kolejności odpowiadającej literom:

Wyjaśnienie.

Zgodnie z zasadą Le Chateliera, jeśli na układ znajdujący się w stanie równowagi chemicznej wpłynie od zewnątrz zmiana któregokolwiek z warunków równowagi (temperatura, ciśnienie, stężenie), to równowaga w układzie przesunie się w kierunku, który zmniejsza wpływ .

Wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga przesunie się w stronę reakcji z mniejszą ilością substancji gazowych.

A) 2) w kierunku substancji wyjściowych

B) 1) w kierunku produktów reakcji

B) 3) praktycznie się nie rusza

D) 2) w kierunku substancji wyjściowych

Odpowiedź: 2132

Ustal zgodność między równaniem reakcji chemicznej a kierunkiem przesunięcia równowagi chemicznej, gdy ciśnienie w układzie maleje:

Zapisz cyfry w swojej odpowiedzi, układając je w kolejności odpowiadającej literom:

Zadanie 1 z 15

1 .

Wraz ze spadkiem ciśnienia całkowitego równowaga przesunie się w stronę produktów reakcji

Prawidłowy


mi

Zło


Zgodnie z zasadą Le Chateliera: spadek ciśnienia doprowadzi do nasilenia procesów podwyższających ciśnienie, co oznacza, że ​​równowaga przesunie się w stronę większej liczby cząstek gazowych (które wytwarzają ciśnienie). Tylko w drugim przypadku w produktach (po prawej stronie równania) jest więcej substancji gazowych niż w reagentach (po lewej stronie równania).

1. Zadanie 2 z 15

   2 .

   Równowaga chemiczna w układzie

   do 4 H. 10 (g) ⇄ do 4 H. 6 (g) + 2H 2 (g) - Q

   przesunie się w stronę substancji wyjściowych, kiedy

   Prawidłowy
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera:

   Zło
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera: Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, wówczas kierunek procesu w układzie osłabiającego to oddziaływanie będzie wzrastał.

   Gdy temperatura spada (wpływ zewnętrzny - chłodzenie układu), układ będzie miał tendencję do podwyższania temperatury, co oznacza, że ​​proces egzotermiczny (reakcja odwrotna) nasili się, równowaga przesunie się w lewo, w stronę reagentów.

2. Zadanie 3 z 15

   3 .

   Równowaga w reakcji

   CaCO 3 (tv) = CaO (tv) + CO 2 (g) - Q

   przesunie się w stronę produktów, kiedy

   Prawidłowy
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, wówczas nasili się kierunek procesu w układzie osłabiający to oddziaływanie -

   Zło
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, wówczas nasili się kierunek procesu w układzie osłabiający to oddziaływanie - gdy temperatura wzrośnie (nagrzewa się), układ będzie miał tendencję do obniżania temperatury, co oznacza, że ​​proces pochłaniania ciepła nasili się, równowaga przesunie się w stronę reakcji endotermicznej, tj. w stronę produktów.

3. Zadanie 4 z 15

   4 .

   Równowaga w reakcji

   C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C 2 H 5 OH (g) + Q

   przesunie się w stronę produktu, kiedy

   Prawidłowy
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi

   Zło
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, to kierunek procesu w układzie osłabiającego ten wpływ będzie wzrastał - w miarę wzrostu ciśnienia całkowitego układ będzie miał tendencję do jego obniżania, równowaga przesunie się w stronę mniejszej ilości substancji gazowych, czyli w stronę produktów.

4. Zadanie 5 z 15

   5 .

   O 2 (g) + 2CO (g) ⇄ 2CO 2 (g) + Q

   A. Wraz ze spadkiem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w stronę produktów reakcji.

   B. Gdy stężenie tlenku węgla spadnie, równowaga układu przesunie się w kierunku produktów reakcji.

   Prawidłowy
   

   Zło
   

   Prawdziwe jest tylko A, zgodnie z zasadą Le Chateliera, w miarę spadku temperatury równowaga chemiczna przesuwa się w stronę reakcji egzotermicznej, czyli produktów reakcji. Twierdzenie B jest błędne, gdyż gdy stężenie tlenku węgla będzie się zmniejszać, układ będzie miał tendencję do jego zwiększania, czyli zwiększać się będzie kierunek jego powstawania, równowaga układu przesunie się w lewo, w stronę odczynników.

5. Zadanie 6 z 15

   6 .

   Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta wydajność produktu(ów) w odwracalnej reakcji

   Prawidłowy
   

   Zło
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, to kierunek procesu w układzie osłabiającego ten wpływ będzie wzrastał - wraz ze wzrostem ciśnienia układ będzie miał tendencję do jego obniżania, a równowaga przesunie się w stronę mniejszej ilości substancji gazowych. Oznacza to, że w reakcjach, w których ilość substancji gazowych po prawej stronie równania (w produktach) jest mniejsza niż po lewej stronie (w reagentach), wzrost ciśnienia spowoduje wzrost wydajności innymi słowy, równowaga przesunie się w stronę produktów. Warunek ten jest spełniony tylko w drugim wariancie – po lewej stronie – 2 mole gazu, po prawej stronie – 1 mol gazu.

   W tym przypadku substancje stałe i ciekłe nie przyczyniają się do przesunięcia równowagi. Jeżeli ilości substancji gazowych po prawej i lewej stronie równania są równe, to zmiana ciśnienia nie spowoduje zmiany równowagi.

6. Zadanie 7 z 15

   7 .

   Aby zmienić równowagę chemiczną w układzie

   H 2 (g) + Br 2 (g) ⇄ 2HBr (g) + Q

   w stosunku do produktu jest konieczne

   Prawidłowy
   

   Zło
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera system reaguje na wpływy zewnętrzne. Zatem równowaga może zostać przesunięta w prawo, w kierunku produktu, jeśli obniżymy temperaturę, zwiększymy stężenie substancji wyjściowych lub zmniejszymy ilość produktów reakcji. Ponieważ ilości substancji gazowych po prawej i lewej stronie równania są równe, zmiana ciśnienia nie spowoduje przesunięcia równowagi. Dodatek bromu spowoduje intensyfikację procesów go zużywających, tj. równowaga przesunie się w stronę produktów.

7. Zadanie 8 z 15

   8 .

   W systemie
   2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇄ 2SO 3 (g) + Q

   przesunięcie równowagi chemicznej w prawo nastąpi, gdy

   Prawidłowy
   

   Zło
   

   Obniż temperaturę (tzn. reakcja bezpośrednia jest egzotermiczna), zwiększ stężenie substancji wyjściowych lub zmniejsz ilość produktów reakcji lub zwiększ ciśnienie (ponieważ reakcja bezpośrednia zachodzi ze zmniejszeniem całkowitej objętości substancji gazowych).

8. Zadanie 9 z 15

   9 .

   Czy poniższe sądy dotyczące przesunięcia równowagi chemicznej w układzie są prawidłowe?

   CO (g) + Cl 2 (g) ⇄ COCl 2 (g) + Q

   A. Wraz ze wzrostem ciśnienia równowaga chemiczna przesuwa się w kierunku produktu reakcji.

   B. Wraz ze spadkiem temperatury równowaga chemiczna w tym układzie przesunie się w kierunku produktu reakcji.

   Prawidłowy
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera system reaguje na wpływy zewnętrzne. Dlatego możesz przesunąć równowagę w prawo, w kierunku produktu obniżyć temperaturę zwiększyć ciśnienie krwi

   Zło
   

   Zgodnie z zasadą Le Chateliera system reaguje na wpływy zewnętrzne. Dlatego możesz przesunąć równowagę w prawo, w kierunku produktu obniżyć temperaturę(tj. reakcja bezpośrednia jest egzotermiczna), zwiększyć stężenie materiałów wyjściowych lub zmniejszyć ilość produktów reakcji lub zwiększyć ciśnienie krwi(ponieważ reakcja bezpośrednia zachodzi wraz ze zmniejszeniem całkowitej objętości substancji gazowych). Zatem oba orzeczenia są prawidłowe.

9. Zadanie 10 z 15

   10 .

   W systemie

   SO 2 (g) + Cl 2 (g) ⇄ SO 2 Cl 2 (g) + Q

   przyczynia się do tego przesunięcie równowagi chemicznej w prawo

   Prawidłowy
   

   Zło
   

10. Zadanie 11 z 15

    11 .

    W którym układzie wzrost stężenia wodoru przesuwa równowagę chemiczną w lewo?

    Prawidłowy
    

    Zło
    

    Zgodnie z zasadą Le Chateliera, gdy stężenie dowolnego składnika wzrasta, system będzie miał tendencję do zmniejszania jego stężenia, czyli jego zużycia. W reakcji, w której produktem jest wodór, wzrost jego stężenia przesuwa równowagę chemiczną w lewo, w kierunku jego zużycia.

11. Zadanie 12 z 15

    12 .

    Wraz ze wzrostem całkowitego ciśnienia równowaga przesunie się w stronę produktów reakcji

    Prawidłowy
    

    Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, to kierunek procesu w układzie osłabiającego ten wpływ będzie wzrastał -

    Zło
    

    Zgodnie z zasadą Le Chateliera: mi Jeśli na układ równowagi wpłyniemy z zewnątrz, zmieniając którykolwiek z czynników wyznaczających położenie równowagi, to kierunek procesu w układzie osłabiającego ten wpływ będzie wzrastał - wraz ze wzrostem ciśnienia całkowitego układ będzie miał tendencję do jego obniżania, a równowaga przesunie się w stronę mniejszej ilości substancji gazowych. Dopiero w czwartym wariancie produkty zawierają mniej substancji gazowych, tj. reakcja bezpośrednia przebiega ze spadkiem objętości, więc wzrost całkowitego ciśnienia przesunie równowagę w kierunku produktów tej reakcji.

Reakcje chemiczne mogą być odwracalne lub nieodwracalne.

te. jeśli jakaś reakcja A + B = C + D jest nieodwracalna, oznacza to, że reakcja odwrotna C + D = A + B nie zachodzi.

czyli np. jeśli dana reakcja A + B = C + D jest odwracalna, oznacza to, że zarówno reakcja A + B → C + D (bezpośrednia), jak i reakcja C + D → A + B (odwrotna) zachodzą jednocześnie ).

Zasadniczo, ponieważ Występują zarówno reakcje bezpośrednie, jak i odwrotne; w przypadku reakcji odwracalnych zarówno substancje po lewej stronie równania, jak i substancje po prawej stronie równania można nazwać odczynnikami (substancjami wyjściowymi). To samo tyczy się produktów.

Dla każdej reakcji odwracalnej możliwa jest sytuacja, gdy szybkości reakcji w przód i w tył są równe. Ten stan nazywa się stan równowagi.

W równowadze stężenia zarówno wszystkich reagentów, jak i wszystkich produktów są stałe. Nazywa się stężenia produktów i reagentów w stanie równowagi stężenia równowagowe.

Przesunięcie równowagi chemicznej pod wpływem różnych czynników

Ze względu na zewnętrzne wpływy na układ, takie jak zmiany temperatury, ciśnienia lub stężenia substancji wyjściowych lub produktów, równowaga układu może zostać zakłócona. Jednak po ustaniu tego wpływu zewnętrznego układ po pewnym czasie przejdzie do nowego stanu równowagi. Takie przejście układu z jednego stanu równowagi do innego stanu równowagi nazywa się przesunięcie (przesunięcie) równowagi chemicznej .

Aby móc określić, jak zmienia się równowaga chemiczna pod wpływem określonego rodzaju wpływu, wygodnie jest skorzystać z zasady Le Chateliera:

Jeżeli na układ znajdujący się w stanie równowagi zostanie wywarty wpływ zewnętrzny, wówczas kierunek przesunięcia równowagi chemicznej będzie pokrywał się z kierunkiem reakcji, która osłabia efekt oddziaływania.

Wpływ temperatury na stan równowagi

Kiedy zmienia się temperatura, zmienia się równowaga każdej reakcji chemicznej. Wynika to z faktu, że każda reakcja ma efekt termiczny. Co więcej, skutki termiczne reakcji do przodu i do tyłu są zawsze dokładnie przeciwne. Te. jeśli reakcja postępująca jest egzotermiczna i przebiega z efektem termicznym równym +Q, to reakcja odwrotna jest zawsze endotermiczna i ma efekt termiczny równy –Q.

Zatem zgodnie z zasadą Le Chateliera, jeśli podniesiemy temperaturę jakiegoś układu będącego w stanie równowagi, to równowaga przesunie się w stronę reakcji, podczas której temperatura maleje, tj. w stronę reakcji endotermicznej. I podobnie, jeśli obniżymy temperaturę układu w stanie równowagi, równowaga przesunie się w kierunku reakcji, w wyniku czego temperatura wzrośnie, tj. w stronę reakcji egzotermicznej.

Rozważmy na przykład następującą reakcję odwracalną i wskaż, gdzie zmieni się jej równowaga wraz ze spadkiem temperatury:

Jak widać z powyższego równania, reakcja naprzód jest egzotermiczna, tj. W wyniku jego wystąpienia wydziela się ciepło. W związku z tym reakcja odwrotna będzie endotermiczna, to znaczy zachodzi wraz z absorpcją ciepła. Zgodnie z warunkiem temperatura zostanie obniżona, dlatego równowaga przesunie się w prawo, tj. w stronę reakcji bezpośredniej.

Wpływ stężenia na równowagę chemiczną

Wzrost stężenia odczynników zgodnie z zasadą Le Chateliera powinien prowadzić do przesunięcia równowagi w stronę reakcji, w wyniku której odczynniki ulegają zużyciu, tj. w stronę reakcji bezpośredniej.

I odwrotnie, jeśli zmniejszy się stężenie reagentów, wówczas równowaga przesunie się w kierunku reakcji, w wyniku której powstają reagenty, tj. strona reakcji odwrotnej (←).

Podobny efekt ma także zmiana stężenia produktów reakcji. Jeżeli stężenie produktów wzrośnie, równowaga przesunie się w kierunku reakcji, w wyniku której produkty zostaną skonsumowane, tj. w stronę reakcji odwrotnej (←). Jeśli natomiast zmniejszy się stężenie produktów, wówczas równowaga przesunie się w stronę reakcji bezpośredniej (→), tak że stężenie produktów wzrośnie.

Wpływ ciśnienia na równowagę chemiczną

W przeciwieństwie do temperatury i stężenia, zmiany ciśnienia nie wpływają na stan równowagi każdej reakcji. Aby zmiana ciśnienia spowodowała przesunięcie równowagi chemicznej, sumy współczynników dla substancji gazowych po lewej i prawej stronie równania muszą być różne.

Te. z dwóch reakcji:

zmiana ciśnienia może wpłynąć na stan równowagi tylko w przypadku drugiej reakcji. Ponieważ suma współczynników przed wzorami substancji gazowych w przypadku pierwszego równania po lewej i prawej stronie jest taka sama (równa 2), a w przypadku drugiego równania jest inna (4 po prawej stronie) po lewej i 2 po prawej).

Stąd wynika w szczególności, że jeśli zarówno wśród reagentów, jak i produktów nie ma substancji gazowych, wówczas zmiana ciśnienia w żaden sposób nie wpłynie na bieżący stan równowagi. Na przykład ciśnienie nie będzie miało wpływu na stan równowagi reakcji:

Jeżeli po lewej i prawej stronie ilość substancji gazowych będzie się różnić, to wzrost ciśnienia doprowadzi do przesunięcia równowagi w kierunku reakcji, podczas której zmniejsza się objętość gazów, a spadek ciśnienia doprowadzi do przesunięcia równowagi, w wyniku czego zwiększa się objętość gazów.

Wpływ katalizatora na równowagę chemiczną

Ponieważ katalizator w równym stopniu przyspiesza zarówno reakcje do przodu, jak i do tyłu, jego obecność lub brak nie ma żadnego efektu do stanu równowagi.

Jedyne, na co katalizator może wpływać, to szybkość przejścia układu ze stanu nierównowagi do stanu równowagi.

Wpływ wszystkich powyższych czynników na równowagę chemiczną podsumowano poniżej w ściągawce, którą można początkowo sprawdzić podczas wykonywania zadań związanych z równowagą. Nie będzie jednak możliwości wykorzystania go na egzaminie, dlatego po przeanalizowaniu kilku przykładów z jego pomocą warto się go nauczyć i przećwiczyć rozwiązywanie problemów z równowagą bez patrzenia na niego:

Oznaczenia: T - temperatura, P - ciśnienie, Z – stężenie, – wzrost, ↓ – spadek

9. Szybkość reakcji chemicznej. Równowaga chemiczna

9.2. Równowaga chemiczna i jej przemieszczenie

Większość reakcji chemicznych jest odwracalna, tj. jednocześnie przepływają zarówno w kierunku powstawania produktów, jak i w kierunku ich rozkładu (od lewej do prawej i od prawej do lewej).

Przykładowe równania reakcji dla procesów odwracalnych:

N 2 + 3H 2 ⇄ t °, p, kat. 2NH 3

2SO 2 + O 2 ⇄ t ° , p , kat 2SO 3

H 2 + I 2 ⇄ t ° 2HI

Reakcje odwracalne charakteryzują się szczególnym stanem zwanym stanem równowagi chemicznej.

Równowaga chemiczna- jest to stan układu, w którym szybkości reakcji do przodu i do tyłu zrównują się. W miarę zbliżania się do równowagi chemicznej szybkość reakcji naprzód i stężenie reagentów maleją, podczas gdy reakcja odwrotna i stężenie produktów wzrastają.

W stanie równowagi chemicznej w jednostce czasu powstaje tyle produktu, ile jest on rozkładany. Dzięki temu stężenia substancji znajdujących się w stanie równowagi chemicznej nie zmieniają się w czasie. Nie oznacza to jednak wcale, że stężenia równowagowe lub masy (objętości) wszystkich substancji są koniecznie sobie równe (patrz ryc. 9.8 i 9.9). Równowaga chemiczna to równowaga dynamiczna (ruchoma), która może reagować na wpływy zewnętrzne.

Przejście układu równowagi z jednego stanu równowagi do drugiego nazywa się przesunięciem lub przesunięcie równowagi. W praktyce mówi się o przesunięciu równowagi w stronę produktów reakcji (w prawo) lub w stronę substancji wyjściowych (w lewo); reakcja do przodu to taka, która zachodzi od lewej do prawej, a reakcja odwrotna zachodzi od prawej do lewej. Stan równowagi pokazują dwie przeciwnie skierowane strzałki: ⇄.

Zasada przesuwania równowagi zostało sformułowane przez francuskiego naukowca Le Chateliera (1884): wpływ zewnętrzny na układ znajdujący się w równowadze prowadzi do przesunięcia tej równowagi w kierunku osłabiającym działanie wpływu zewnętrznego

Sformułujmy podstawowe zasady przesuwania równowagi.

Efekt koncentracji: gdy stężenie substancji wzrasta, równowaga przesuwa się w stronę jej zużycia, a gdy maleje, w stronę jej powstawania.

Na przykład wraz ze wzrostem stężenia H2 w reakcji odwracalnej

H 2 (g) + I 2 (g) ⇄ 2HI (g)

szybkość reakcji naprzód, w zależności od stężenia wodoru, wzrośnie. W rezultacie równowaga przesunie się w prawo. Wraz ze spadkiem stężenia H 2 szybkość reakcji do przodu będzie się zmniejszać, w wyniku czego równowaga procesu przesunie się w lewo.

Wpływ temperatury: Gdy temperatura wzrasta, równowaga przesuwa się w stronę reakcji endotermicznej, a gdy temperatura spada, przesuwa się w stronę reakcji egzotermicznej.

Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem temperatury wzrasta szybkość reakcji zarówno egzo-, jak i endotermicznej, ale reakcja endotermiczna wzrasta wielokrotnie, dla czego E a jest zawsze większe. Wraz ze spadkiem temperatury szybkość obu reakcji maleje, ale znowu większa liczba razy - endotermiczna. Wygodnie jest to zilustrować wykresem, na którym wartość prędkości jest proporcjonalna do długości strzałek, a równowaga przesuwa się w kierunku dłuższej strzałki.

Wpływ ciśnienia: Zmiana ciśnienia wpływa na stan równowagi tylko wtedy, gdy w reakcji biorą udział gazy i nawet wtedy, gdy substancja gazowa znajduje się tylko po jednej stronie równania chemicznego. Przykłady równań reakcji:

• ciśnienie wpływa na przesunięcie równowagi:

3H 2 (g) + N 2 (g) ⇄ 2NH 3 (g),

CaO (tv) + CO 2 (g) ⇄ CaCO 3 (tv);

• ciśnienie nie wpływa na przesunięcie równowagi:

Cu (tv) + S (tv) = CuS (tv),

NaOH (roztwór) + HCl (roztwór) = NaCl (roztwór) + H2O (l).

Gdy ciśnienie maleje, równowaga przesuwa się w stronę powstania większej ilości chemicznej substancji gazowych, a gdy wzrasta, równowaga przesuwa się w stronę powstawania mniejszej ilości chemicznej substancji gazowych. Jeżeli ilości chemiczne gazów po obu stronach równania są takie same, to ciśnienie nie wpływa na stan równowagi chemicznej:

H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g).

Łatwo to zrozumieć, biorąc pod uwagę, że efekt zmiany ciśnienia jest podobny do efektu zmiany stężenia: wraz ze wzrostem ciśnienia n razy stężenie wszystkich substancji w równowadze wzrasta o tę samą ilość (i odwrotnie ).

Wpływ objętości układu reakcyjnego: zmiana objętości układu reakcyjnego wiąże się ze zmianą ciśnienia i wpływa jedynie na stan równowagi reakcji z udziałem substancji gazowych. Zmniejszenie objętości oznacza wzrost ciśnienia i przesuwa równowagę w kierunku tworzenia mniejszej ilości gazów chemicznych. Wzrost objętości układu prowadzi do spadku ciśnienia i przesunięcia równowagi w kierunku powstania większej ilości chemicznej substancji gazowych.

Wprowadzenie katalizatora do układu równowagowego lub zmiana jego charakteru nie powoduje zmiany równowagi (nie zwiększa wydajności produktu), gdyż katalizator w równym stopniu przyspiesza reakcje do przodu i do tyłu. Wynika to z faktu, że katalizator w równym stopniu zmniejsza energię aktywacji procesów do przodu i do tyłu. Dlaczego więc używają katalizatora w procesach odwracalnych? Faktem jest, że zastosowanie katalizatora w procesach odwracalnych sprzyja szybkiemu osiągnięciu równowagi, a to zwiększa wydajność produkcji przemysłowej.

Konkretne przykłady wpływu różnych czynników na przesunięcie równowagi podano w tabeli. 9.1 dla reakcji syntezy amoniaku zachodzącej z wydzieleniem ciepła. Innymi słowy, reakcja naprzód jest egzotermiczna, a reakcja odwrotna jest endotermiczna.

Tabela 9.1

Wpływ różnych czynników na zmianę równowagi reakcji syntezy amoniaku

Przykład 9.3. W stanie równowagi procesowej

2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇄ 2SO 3 (g)

stężenia substancji (mol/dm 3) SO 2, O 2 i SO 3 wynoszą odpowiednio 0,6, 0,4 i 0,2. Znajdź początkowe stężenia SO 2 i O 2 (początkowe stężenie SO 3 wynosi zero).

Rozwiązanie. Dlatego podczas reakcji zużywane są SO2 i O2

c na zewnątrz (SO 2) = c równe (SO 2) + c na zewnątrz (SO 2),

c na zewnątrz (O 2) = c równe (O 2) + c na zewnątrz (O 2).

Wartość c wydatkowanego określa się za pomocą c (SO 3):

x = 0,2 mola/dm3.

cout (SO 2) = 0,6 + 0,2 = 0,8 (mol/dm 3).

y = 0,1 mol/dm3.

cout (O 2) = 0,4 + 0,1 = 0,5 (mol/dm 3).

Odpowiedź: 0,8 mol/dm 3 SO 2; 0,5 mola/dm 3 O 2.

Podczas wykonywania zadań egzaminacyjnych często mylony jest wpływ różnych czynników z jednej strony na szybkość reakcji, a z drugiej na przesunięcie równowagi chemicznej.

Dla procesu odwracalnego

wraz ze wzrostem temperatury wzrasta szybkość reakcji zarówno do przodu, jak i do tyłu; wraz ze spadkiem temperatury maleje szybkość reakcji zarówno do przodu, jak i do tyłu;

wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta szybkość wszystkich reakcji zachodzących z udziałem gazów, zarówno bezpośrednich, jak i odwrotnych. Wraz ze spadkiem ciśnienia maleje szybkość wszystkich reakcji zachodzących z udziałem gazów, zarówno bezpośrednich, jak i odwrotnych;

wprowadzenie katalizatora do układu lub zastąpienie go innym katalizatorem nie powoduje zmiany równowagi.

Przykład 9.4. Zachodzi proces odwracalny, opisany równaniem

N 2 (g) + 3H 2 (g) ⇄ 2NH 3 (g) + Q

Zastanów się, które czynniki: 1) zwiększają szybkość syntezy reakcji amoniaku; 2) przesuń wagę w prawo:

a) spadek temperatury;

b) wzrost ciśnienia;

c) spadek stężenia NH3;

d) zastosowanie katalizatora;

e) wzrost stężenia N2.

Rozwiązanie. Czynniki b), d) i e) zwiększają szybkość reakcji syntezy amoniaku (a także wzrost temperatury, zwiększenie stężenia H 2); przesuń wagę w prawo - a), b), c), e).

Odpowiedź: 1) b, d, d; 2) a, b, c, d.

Przykład 9.5. Poniżej znajduje się diagram energetyczny reakcji odwracalnej

Wypisz wszystkie prawdziwe stwierdzenia:

a) reakcja odwrotna przebiega szybciej niż reakcja bezpośrednia;

b) wraz ze wzrostem temperatury szybkość reakcji odwrotnej wzrasta więcej razy niż reakcja naprzód;

c) zachodzi bezpośrednia reakcja z absorpcją ciepła;

d) współczynnik temperaturowy γ jest większy dla reakcji odwrotnej.

Rozwiązanie.

a) Stwierdzenie jest poprawne, gdyż E arr = 500 − 300 = 200 (kJ) jest mniejsze niż E arr = 500 − 200 = 300 (kJ).

b) Twierdzenie jest błędne; szybkość reakcji bezpośredniej, dla której E a jest większe, wzrasta większą liczbę razy.

c) Stwierdzenie jest poprawne, Q pr = 200 − 300 = −100 (kJ).

d) Twierdzenie jest błędne, γ jest większe dla reakcji bezpośredniej, w którym to przypadku E a jest większe.

Odpowiedź: a), c).