Большинство химических реакций являются обратимыми: одновременно с прямой реакций протекает обратная. В момент выравнивания скоростей прямой и обратной реакций в системе наступает состояние химического равновесия

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №17022
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Для реакции:

составьте кинетическое уравнение;

составьте выражение для константы равновесия;

вычислите, во сколько раз изменится скорость реакции при заданных изменениях:

16. температуры,

17. общего давления (при изменении объема системы),

18. концентраций реагентов

укажите, как необходимо изменить внешние параметры (температуру, общее давление, концентрации реагентов), чтобы сместить равновесие вправо.

Решение

Химическая реакция может быть охарактеризована скоростью ее протекания. Скорость химической реакции зависит от многих факторов, среди которых:

 - природа реагирующих веществ;

- температура;

- концентрация реагирующих веществ;

- присутствие катализаторов.

Зависимость скорости реакции

от концентраций реагирующих веществ может быть охарактеризовано кинетическим уравнением:

где: V – скорость химической реакции, k- константа скорости химической реакции, CA и CB - концентрации веществ А и В, x и y – порядки реакции по реагентам А и В, соответственно (порядки реакции могут определены исключительно экспериментально).

Для приведенной в условии задачи реакции

кинетическое уравнение имеет вид:

Таким образом, при повышении температуры на 40 0 скорость данной реакции возрастет в 53,14 раз. Большинство химических реакций являются обратимыми: одновременно с прямой реакций протекает обратная. В момент выравнивания скоростей прямой и обратной реакций в системе наступает состояние химического равновесия.

Константа химического равновесия характеризует взаимосвязь равновесных концентраций веществ, участвующих в данной реакции. Для реакции общего вида:

В случае гомогенного равновесия (все вещества находятся в одинаковом фазовом состоянии, реакция происходит в однородной, гомогенной среде) в правую часть данного выражения записывают равновесные концентрации всех участников этого равновесия.

Для гетерогенных равновесий (вещества находятся в разных фазовых cостояниях, реакция протекает в неоднородной, гетерогенной среде)

концентрацию твердых веществ считают практически неизменной и не записывают в правую часть выражения для константы равновесия.

Равновесие, отображенное схемой, приведенной в условии задачи, относится к разряду обратимых, выражение для константы равновесия имеет вид:

Изменение внешних условий приводит к смещению химического равновесия. Прогнозировать направление смещения равновесия можно с помощью принципа Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается воздействие извне, то равновесие смещается в сторону той реакции, протекание которой максимально ослабляет внешнее воздействие. Поэтому:

нагревание благоприятствует протеканию эндотермической реакции H>0), а охлаждение, напротив, смещает равновесие в сторону протекание экзотермической реакции (H<0);

повышение общего давления в системе смещает равновесие в сторону реакции с образованием меньшего количества газообразных веществ, а понижение - большего;

добавление в реакционную систему какого-либо компонента ускоряет ту реакцию, где этот компонент расходуется, а отвод - реакцию, в которой это вещество образуется.

Исходя из этого, для смещения равновесия слева направо в рассматриваемой в задаче системе обратимых химических реакций, в которой прямая реакция происходит с выделением тепла (H < 0) и уменьшением (увеличением или уменьшением) количеств газообразных веществ (из 1 моль газов в результате реакции образуется 0 моль газообразных продуктов), НЕОБХОДИМО:

- температуру понизить..................... (повысить или понизить),

 - давление повысить.........................(повысить или понизить)

- концентрацию исходных веществ Сl2 (формулы) повысить (повысить или понизить),

- концентрацию продуктов прямой реакции FeCl2 (формулы) понизить (повысить или понизить)