Ang isang quantitative na katangian na nagpapakita ng direksyon ng isang reaksyon at ang pagbabago sa konsentrasyon ng mga sangkap ay tinatawag na equilibrium constant ng isang kemikal na reaksyon. Ang equilibrium constant ay depende sa temperatura at likas na katangian ng mga reagents.

Mababalik at hindi maibabalik na mga reaksyon

Ang lahat ng mga reaksyon ay maaaring nahahati sa dalawang uri:

• nababaligtad, sabay-sabay na dumadaloy sa dalawang magkasalungat na direksyon;
• hindi maibabalik, na dumadaloy sa isang direksyon na may kumpletong pagkonsumo ng hindi bababa sa isang panimulang sangkap.

Ang mga hindi maibabalik na reaksyon ay karaniwang gumagawa ng mga hindi matutunaw na sangkap sa anyo ng isang namuo o gas. Ang ganitong mga reaksyon ay kinabibilangan ng:

• pagkasunog:

  C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + H 2 O;

• pagkabulok:

  2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + H 2 O;

• koneksyon sa pagbuo ng sediment o gas:

  BaCl 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl.

kanin. 1. Pagbuo ng BaSO 4 precipitate.

Ang mga nababagong reaksyon ay posible lamang sa ilalim ng ilang mga pare-parehong kondisyon. Ang orihinal na mga sangkap ay nagbubunga ng isang bagong sangkap, na agad na nasira sa mga bahagi nito at muling pinagsama. Halimbawa, bilang resulta ng reaksyong 2NO + O 2 ↔ 2NO 2, ang nitric oxide (IV) ay madaling nabubulok sa nitric oxide (II) at oxygen.

Ekwilibriyo

Pagkatapos ng isang tiyak na oras, ang rate ng isang nababalik na reaksyon ay bumagal. Nakamit ang equilibrium ng kemikal - isang estado kung saan walang pagbabago sa konsentrasyon ng mga panimulang sangkap at mga produkto ng reaksyon sa paglipas ng panahon, dahil ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay katumbas. Ang ekwilibriyo ay posible lamang sa mga homogenous na sistema, iyon ay, ang lahat ng tumutugon na sangkap ay alinman sa mga likido o gas.

Isaalang-alang natin ang chemical equilibrium gamit ang halimbawa ng reaksyon ng hydrogen na may iodine:

• direktang reaksyon -

  H 2 + I 2 ↔ 2HI;

• backlash -

  2HI ↔ H 2 + I 2 .

Sa sandaling ang dalawang reagents - hydrogen at yodo - ay pinaghalo, ang hydrogen iodide ay hindi pa umiiral, dahil ang mga simpleng sangkap ay tumutugon lamang. Ang isang malaking bilang ng mga panimulang sangkap ay aktibong tumutugon sa isa't isa, kaya ang bilis ng direktang reaksyon ay magiging maximum. Sa kasong ito, ang reverse reaction ay hindi nangyayari, at ang bilis nito ay zero.

Ang rate ng pasulong na reaksyon ay maaaring ipahayag nang grapiko:

ν pr = k pr ∙ ∙ ,

kung saan ang k pr ay ang rate constant ng direktang reaksyon.

Sa paglipas ng panahon, ang mga reagents ay natupok at ang kanilang konsentrasyon ay bumababa. Alinsunod dito, bumababa ang rate ng pasulong na reaksyon. Kasabay nito, ang konsentrasyon ng isang bagong sangkap, hydrogen iodide, ay tumataas. Habang nag-iipon ito, nagsisimula itong mabulok at tumataas ang rate ng reverse reaction. Ito ay maaaring ipahayag bilang

ν arr = k arr ∙ 2 .

Hydrogen iodide squared, dahil ang coefficient ng molekula ay dalawa.

Sa isang tiyak na punto, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay nagiging pantay. Nangyayari ang isang estado ng ekwilibriyong kemikal.

kanin. 2. Graph ng bilis ng reaksyon laban sa oras.

Ang ekwilibriyo ay maaaring ilipat alinman sa mga panimulang materyales o patungo sa mga produkto ng reaksyon. Ang paglilipat sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na kadahilanan ay tinatawag na prinsipyo ng Le Chatelier. Ang ekwilibriyo ay apektado ng temperatura, presyon, at konsentrasyon ng isa sa mga sangkap.

Patuloy na pagkalkula

Sa isang estado ng balanse, ang parehong mga reaksyon ay nangyayari, ngunit sa parehong oras ang mga konsentrasyon ng mga sangkap ay nasa balanse (ang mga konsentrasyon ng balanse ay nabuo), dahil ang mga rate ay balanse (ν pr = ν arr).

Ang ekwilibriyong kemikal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pare-parehong ekwilibriyong kemikal, na ipinahayag ng formula ng buod:

K p = k pr / k arr = const.

Ang mga constant ng rate ng reaksyon ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng ratio ng rate ng reaksyon. Kunin natin ang conditional equation ng reverse reaction:

aA + bB ↔ cC + dD.

Kung gayon ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay:

• ν pr = k pr ∙ [A] p a ∙ [B] p b
• ν arr = k arr ∙ [C] p c ∙ [D] p d .

Alinsunod dito, kung

ν pr = ν arr,

k pr ∙ [A] p a ∙ [B] p b = k arr ∙ [C] p c ∙ [D] p d .

Mula dito maaari nating ipahayag ang kaugnayan ng mga constants:

k arr / k pr = [C] p c ∙ [D] p d / [A] p a ∙ [B] p b .

Ang ratio na ito ay katumbas ng equilibrium constant:

K p = [C] p c ∙ [D] p d / [A] p a ∙ [B] p b .

kanin. 3. Formula para sa equilibrium constant.

Ang halaga ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang rate ng pasulong na reaksyon ay mas malaki kaysa sa rate ng reverse reaksyon.

Ano ang natutunan natin?

Depende sa mga huling produkto, ang mga reaksyon ay inuri sa baligtarin at hindi maibabalik. Ang mga nababalikang reaksyon ay nagpapatuloy sa parehong direksyon: ang mga panimulang sangkap ay bumubuo ng mga huling produkto, na nabubulok sa mga panimulang sangkap. Sa panahon ng reaksyon, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay balanse. Ang estadong ito ay tinatawag na chemical equilibrium. Maaari itong ipahayag bilang ratio ng produkto ng mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga produkto ng reaksyon sa produkto ng mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga panimulang sangkap.

Pagsubok sa paksa

Pagsusuri ng ulat

Average na rating: 4.8. Kabuuang mga rating na natanggap: 272.

Sa kimika, ang estado ng balanse ay nagpapakilala sa karamihan ng mga sistema ng gas at likido, pati na rin ang isang malaking grupo ng mga solidong haluang metal. Samakatuwid, ang mga batas ng chemical equilibrium ay may malaking praktikal na kahalagahan. Kapag pinag-aaralan ang equation para sa enerhiya ng Gibbs, natuklasan na ang mga estado ay maaaring lumitaw sa mga thermodynamic system kapag ang mga prosesong magkasalungat na direksyon ay nangyayari nang sabay-sabay, ngunit ang estado ng sistema sa kabuuan ay nananatili sa equilibrium, i.e. ang mga parameter nito ay hindi nagbabago (A = 0). Ang invariance ng mga parameter ng system sa paglipas ng panahon, gayunpaman, ay isang kinakailangan ngunit hindi sapat na kundisyon para sa tunay na ekwilibriyong kemikal. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mga parameter ng mga system kung saan ang mga reaksyon tulad ng

Halimbawa, ang pinaghalong ammonia gas at hangin ay pare-pareho sa paglipas ng panahon. Gayunpaman, sapat na upang magdagdag ng isang pinainit na katalista - chromium oxide Cr 2 Oe - sa halo na ito, at nagsisimula ang reaksyon, na humahantong sa pagbuo ng nitrogen dioxide M0 2:

Ang pagkalkula gamit ang Gibbs-Helmholtz equation ay nagpapakita na para sa reaksyong ito AG 2 ° 98 0 at ito ay kabilang sa mga reaksyon ng uri (11.1). Nangangahulugan ito na sa kasong ito ay hindi namin nakikitungo tunay na balanse sa system, ngunit may lamang inhibited (metastable) na estado.

Ang reaksyon ng modelo na naglalarawan ng tunay na mga sistema ng ekwilibriyo ay magiging

Ang isang partikular na halimbawa ng isang tunay na equilibrium homogeneous system ay isang may tubig na solusyon na inihanda mula sa dalawang salts: iron chloride FeCl 3 at potassium thiocyanate KCNS at naglalaman ng apat na substance. Bilang karagdagan sa mga ipinahiwatig na reagents, naglalaman din ito ng dalawang mga produkto ng reaksyon - iron thiocyanate) Fe(CNS) 3 at potassium chloride KSL:

Ang mga reaksyon ng ganitong uri ay tinatawag kinetically reversed, dahil ang mga ito ay dumadaloy sa parehong pasulong at pabalik na direksyon sa ilalim ng anumang estado ng system. Sa hanay ng parameter, kapag ang mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon ay naging pantay, ang system ay nagiging thermodynamically reversible. Samakatuwid, madalas nilang pinag-uusapan ang reversibility ng naturang mga reaksyon, nang hindi tinukoy kung anong uri ng reversibility ang ibig sabihin. Ang pagbabago sa enerhiya ng Gibbs sa mga sistema kung saan nagaganap ang mga reaksyon ng uri (11.1) at (11.2) ay maaaring katawanin ng isang diagram (Larawan 11.2).

kanin. 11.2.

Ang x-axis ng diagram ay nagpapakita ng komposisyon ng system (mga pagbabago mula sa mga purong reactant A; B sa paunang (initial) na estado sa purong mga produkto ng reaksyon P; P sa panghuling (panghuling) estado) sa mga mole fraction X ng bawat bahagi , at sa ordinate axis - ang halaga ng enerhiya ng Gibbs para sa pinaghalong kasalukuyang komposisyon. Tulad ng sumusunod mula sa diagram, para sa isang reaksyon ng uri (11.1) ang pag-asa ng enerhiya ng Gibbs sa komposisyon ay monotoniko. Ang halaga C ng system ay bumababa habang umuusad ang proseso, at ang halaga D,C (index G binibigyang-diin na ang pagbabagong ito sa enerhiya ng Gibbs para sa isang kemikal na reaksyon), na katumbas ng pagkakaiba sa mga enerhiya ng Gibbs sa una at huling mga estado, ay palaging negatibo.

Para sa isang reaksyon ng uri (11.2) ang larawan ay naiiba. Ang halaga C ng system sa diagram na ito ay may pinakamababa, at ang buong diagram ay nahahati sa dalawang lugar: sa kaliwa ng punto Z habang umuusad ang proseso, ang halaga ts.fi(pagbabago sa enerhiya ng Gibbs para sa isang direktang (hindi direktang) reaksyon) ay negatibo, at sa kanan ng punto Z habang umuusad ang proseso, ang halaga ng A g (?rev (pagbabago sa enerhiya ng Gibbs para sa reverse (re)reaksyon) ay negatibo Z ay isang punto ng ekwilibriyo - sa loob nito parehong A g C pr at A; .С оГ)р ay katumbas ng zero. Komposisyon ng system sa isang punto Z tinawag komposisyon ng balanse. State of equilibrium sa isang punto Z sa chemical thermodynamics ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang espesyal na dami - pare-pareho

CY Yaravn-

Equilibrium constant para sa estado ng system sa pare-pareho ang temperatura meron pare-pareho laki. Ang equilibrium constant ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng iba't ibang mga parameter ng system, na makikita ng mga indeks: K s(sa pamamagitan ng molar concentrations), K x(sa pamamagitan ng mga mole fraction), K r(sa pamamagitan ng mga partial pressures), atbp. Ang algorithm para sa pagbuo ng isang expression para sa equilibrium constant ay simple: ito ay katumbas ng isang fraction, ang numerator kung saan ay ang produkto ng mga parameter ng equilibrium (concentrations, partial pressures, mole fractions, atbp. ) ng mga produkto ng reaksyon sa mga kapangyarihan na katumbas ng stoichiometric coefficient ng mga kaukulang sangkap, at sa denominator ay isang katulad na produkto para sa mga reactant.

Isaalang-alang ang expression para sa reaksyon ng modelo (11.2):

Ang formula ng isang sangkap na nakapaloob sa mga square bracket ay nagpapahiwatig ng konsentrasyon ng molar ng sangkap sa system. Kapag malinaw mula sa konteksto na pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang estado ng ekwilibriyo, ang subscript na "katumbas" ay tinanggal. Ang mga tampok ng anyo ng pagsulat ng equilibrium constants sa kaso ng mga heterogenous system ay tatalakayin mamaya sa kabanatang ito. Kung ang ilang bahagi sa sistema ay isang solid, kung gayon ang konsentrasyon nito ay isang pare-parehong halaga; Sa kasong ito, ang naturang bahagi ay hindi kinakatawan sa analytical expression.

Analytically, ang equilibrium constants ng iba't ibang uri ay nauugnay sa isa't isa tulad ng sumusunod:

Bukod dito, gaano man ang K equal ay ipinahayag, ito ay isang parameter ng system at hindi nakasalalay sa posisyon ng punto. Z. Ang puntong ito ay mobile at depende sa paraan ng paghahanda ng system, na maaaring ma-verify sa pamamagitan ng eksperimento. Kung babaguhin mo ang ratio ng mga bahagi sa paunang estado, halimbawa, magdagdag ng mga bahagi O at E (mga produkto ng reaksyon) sa system, pagkatapos ay ang posisyon ng punto Z lilipat sa kaliwa, ngunit kung idagdag mo ang mga sangkap A at B (reagents), pagkatapos ay sa kanan. Sa ibaba ay isinasaalang-alang namin ang gayong pagbabago sa posisyon ng punto ng balanse ng sistema batay sa Prinsipyo ng Le Chatelier-Brown.

Ang mga equilibrium constant ay maaaring maging dimensyon o walang sukat na dami. Ang dimensyon ng equilibrium constant ay tinutukoy ng dimensyon ng dami kung saan ito ipinahayag (konsentrasyon, bahagyang presyon, atbp.), At katumbas ng dimensyong ito sa isang antas na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga coefficient ng pangwakas at paunang mga bahagi ng reaksyon:

Ang equilibrium constant ay nakasulat bilang isang fraction, ang numerator kung saan kasama ang mga parameter ng mga produkto ng reaksyon, at ang denominator - ang mga parameter ng mga paunang sangkap. Ito ay pinaka-maginhawa upang ipahayag ang equilibrium constant sa mga tuntunin ng mga fraction ng nunal (sa kasong ito ay walang sukat):

Para sa mga prosesong kinasasangkutan ng mga gaseous na sangkap, maginhawang ipahayag ang equilibrium constant sa mga tuntunin ng bahagyang pressures ng mga gaseous na bahagi:

Ang pagpapahayag ng pare-parehong equilibrium sa mga tuntunin ng mga konsentrasyon ng molar ay maginhawa para sa mga proseso sa pare-pareho ang dami o sa mga solusyon (kung ang dami ng mga solusyon ay nananatiling halos pare-pareho):

Kung ang proseso ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang bilang ng mga moles (DN = 0), kung gayon ang lahat ng mga expression para sa mga equilibrium constants ay nag-tutugma:

Sa kasong ito, ang lahat ng equilibrium constants ay nagiging walang sukat.

Kunin natin ang pare-parehong ekwilibriyo para sa nababaligtad na mga reaksiyong kemikal (sa pangkalahatang anyo)

baligtad na bilis ng reaksyon:

Inilipat namin ang mga pare-parehong halaga (rate constants) sa kaliwang bahagi ng pagkakapantay-pantay, at mga variable (konsentrasyon) sa kanang bahagi ng pagkakapantay-pantay, i.e. Isinulat namin ang pagkakapantay-pantay na ito sa anyo ng isang proporsyon:

Kasama sa pagpapahayag ng pare-pareho ang mga konsentrasyon ng ekwilibriyo ng mga sangkap, na kinuha sa mga kapangyarihan na katumbas ng mga coefficient sa harap ng sangkap sa equation ng reaksyon.

Ang equilibrium constant ay sumasalamin sa lalim ng proseso. Ang mas malaki ang equilibrium constant, mas mataas ang konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon sa sandali ng equilibrium, i.e. mas kumpleto ang reaksyon.

Ang pare-parehong balanse ay nakasalalay sa likas na katangian ng mga reactant, ngunit hindi nakasalalay sa pagkakaroon ng isang katalista, dahil pareho itong pinabilis ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon. Susuriin namin ang impluwensya ng iba pang mga kadahilanan (konsentrasyon ng mga sangkap, presyon ng gas at temperatura) sa halaga ng pare-parehong balanse sa ibaba gamit ang mga tiyak na halimbawa

Isaalang-alang natin ang derivation ng expression para sa equilibrium constant gamit ang mga tiyak na halimbawa.

Halimbawa 2. para sa reaksyon: N 2(g) +3H 2(g) Û 2NH 3(g)

V pr = k 1 3 ; V arr. = k 2 2 . Kung V pr = V arr. , yun k 1 [ H 2 ] 3 = k 2 2 ,

.

Kung ang mga solidong sangkap (heterogeneous system) ay kasangkot sa reaksyon, kung gayon ang kanilang konsentrasyon ay hindi kasama sa pagpapahayag ng rate ng reaksyon (dahil nananatili itong pare-pareho sa bawat yunit ng ibabaw na lugar sa bawat yunit ng oras), at samakatuwid - ang pare-parehong balanse.

Halimbawa 3. para sa reaksyon: C (solid) + O 2 (g) Û CO 2 (g) ang chemical equilibrium constant ay magiging katumbas ng .

Halimbawa 4. Sa isang reversible chemical reaction A + 2B Û C naganap ang equilibrium sa mga sumusunod na konsentrasyon ng ekwilibriyo: [A] = 0.6 mol/l; [B] = 1.2 mol/l; [C] = 2.16 mol/l. Tukuyin ang equilibrium constant at inisyal na konsentrasyon ng substance A At SA.

Ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring nahahati sa nababaligtad At hindi maibabalik. Kasama sa mga nababalikang reaksyon ang mga reaksyon na, sa isang tiyak na temperatura, nagpapatuloy sa isang kapansin-pansing bilis sa dalawang magkasalungat na direksyon - pasulong at pabalik. Ang mga nababalikang reaksyon ay hindi nagpapatuloy hanggang sa pagkumpleto; Ang isang halimbawa ay ang reaksyon

Sa isang tiyak na hanay ng temperatura, ang reaksyong ito ay nababaligtad. lagdaan" » ay isang tanda ng pagbabalik-tanaw.

Ang mga hindi maibabalik na reaksyon ay ang mga reaksyong nagpapatuloy lamang sa isang direksyon hanggang sa pagkumpleto, i.e. hanggang sa ganap na maubos ang isa sa mga reactant. Ang isang halimbawa ng hindi maibabalik na reaksyon ay ang decomposition reaction ng potassium chlorate:

Ang pagbuo ng potassium chlorate mula sa potassium chloride at oxygen ay imposible sa ilalim ng normal na kondisyon.

Estado ng balanse ng kemikal. Ang pare-parehong ekwilibriyong kemikal

Isulat natin ang equation ng ilang nababaligtad na reaksyon sa pangkalahatang anyo:

Sa oras na nagsimula ang reaksyon, ang mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap A at B ay nasa kanilang pinakamataas. Sa panahon ng reaksyon sila ay natupok at ang kanilang konsentrasyon ay bumababa. Bukod dito, alinsunod sa batas ng mass action, ang rate ng direktang reaksyon

bababa. (Dito at sa ibaba, ang arrow sa itaas ay nagpapahiwatig ng direksyon ng proseso.) Sa unang sandali, ang mga konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon D at E ay katumbas ng zero. Sa panahon ng reaksyon na tumataas sila, ang rate ng reverse reaction ay tumataas mula sa zero ayon sa equation:

Sa Fig. Ipinapakita ng 4.5 ang pagbabago sa pasulong at pabalik na bilis

reaksyon sa paglipas ng panahon. Pagkalipas ng panahon t nagiging pantay ang mga bilis na ito - -»

kanin. 4.5. Pagbabago sa rate ng forward (1) at reverse (2) na mga reaksyon sa paglipas ng panahon: - sa kawalan ng catalyst: .......... - sa pagkakaroon ng catalyst

Ang estado na ito ay tinatawag na chemical equilibrium. Ang equilibrium ng kemikal ay ang pinaka-matatag, na naglilimita sa estado ng mga kusang proseso. Maaari itong tumagal nang walang katiyakan kung ang mga panlabas na kondisyon ay hindi magbabago. Sa mga nakahiwalay na sistema sa isang estado ng balanse, ang entropy ng sistema ay umabot sa isang maximum at nananatiling pare-pareho, i.e. dS = 0. Sa ilalim ng isobaric-isothermal na mga kondisyon, ang puwersang nagtutulak ng proseso, ang enerhiya ng Gibbs, sa equilibrium ay tumatagal ng pinakamababang halaga at hindi na nagbabago pa, i.e. dG = 0.

Ang mga konsentrasyon ng mga kalahok sa reaksyon sa isang estado ng ekwilibriyo ay tinatawag na ekwilibriyo. Bilang isang patakaran, ang mga ito ay tinutukoy ng mga formula ng kaukulang mga sangkap, na nakapaloob sa mga square bracket, halimbawa, ang equilibrium na konsentrasyon ng ammonia ay tinutukoy sa kaibahan sa paunang, nonequilibrium na konsentrasyon C ^ NH ^.

Dahil ang mga rate ng direkta at baligtad na mga proseso sa ekwilibriyo ay pantay, tinutumbasan natin ang kanang bahagi ng mga equation (4.44) at

• -^ i-
• (4.45), pinapalitan ang pagtatalaga ng konsentrasyon: A: [A]"”[B]" = ?[D] /; =1 atm). Ang isang halo na binubuo ng 1 mol CO at 5 mol H2O ay pinainit sa temperaturang ito. Kalkulahin ang mole fraction ng tubig sa equilibrium mixture.

  Opsyon 4	1 . Ilarawan ang isang paraan para sa pagtukoy ng halaga ng equilibrium constant sa pamamagitan ng direktang pagsukat ng partial pressure. 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring pumasok sa isang kemikal na reaksyon upang mabuo ang produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation na 0.5 A + B = C. Sa unang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon. sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.3, at ang kabuuang presyon ay katumbas ng 1.5 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 Ang equilibrium constant ng reaksyon N2O4(g) = 2NO2(g) sa 25 o C ay katumbas ng 0.143 ([p]=1 atm). Kalkulahin ang presyon na bubuo sa isang 1-litro na sisidlan na naglalaman ng 1 g ng N2O4 sa temperaturang ito.
  Opsyon 5	1 . Paano mo matutukoy ang halaga ng equilibrium constant ng isang reaksyon nang hindi gumagamit ng eksperimento. 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring pumasok sa isang kemikal na reaksyon upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation na 0.5 A + 3B = C. Sa unang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa ang sistema, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.3, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Ang isang 3-litro na sisidlan na naglalaman ng 1.79·10 -2 mol I2 ay pinainit sa 973 K. Ang presyon sa sisidlan sa equilibrium ay naging 0.49 atm. Ipagpalagay na ang mga gas ay perpekto, kalkulahin ang equilibrium constant sa 973 K para sa reaksyon I2(g) = 2I(g).
  Opsyon 6	1. Gamit ang reaction isobar equation upang matukoy ang halaga ng chemical equilibrium constant sa isang hindi pa napag-aralan na temperatura. 2. May pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring pumasok sa isang kemikal na reaksyon upang mabuo ang reaksyong produkto C, ayon sa stoichiometric equation 3A + B = C. Sa unang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa ang sistema, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.4, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Para sa reaksyon PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) sa 250 °C, ang karaniwang pagbabago ng molar sa enerhiya ng Gibbs = - 2508 J/mol. Sa anong kabuuang presyon ang antas ng conversion ng PCl5 sa PCl3 at Cl2 ay magiging 30% sa 250 °C?
  Opsyon 7	1. Ang sistema kung saan nagaganap ang endothermic gas-phase reaction, ang reaksyon A+3B=2C, ay nasa equilibrium sa 400 K at 5 atm. Kung ang mga gas ay perpekto, kung gayon paano makakaapekto ang pagdaragdag ng isang hindi gumagalaw na gas sa isang pare-parehong dami sa ani ng produkto? 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation 2A + B = 2C. Sa paunang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.3, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Para sa reaksyon 2HI(g) = H2 +I2(g) equilibrium constant Kp= 0.0183 ([p]=1 atm) sa 698.6 K. Ilang gramo ng HI ang nabuo kapag ang 10 g ng I2 at 0.2 g ng H2 ay pinainit sa ganitong temperatura sa isang tatlong-litrong sisidlan? Ano ang mga partial pressure ng H2, I2 at HI?
  Opsyon 8	1. Ang sistema kung saan nagaganap ang endothermic gas-phase reaction, ang reaksyon A+3B=2C, ay nasa equilibrium sa 400 K at 5 atm. Kung ang mga gas ay perpekto, kung gayon paano makakaapekto ang pagtaas ng temperatura sa ani ng produkto? 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng reaksyong produkto C, ayon sa stoichiometric equation na 0.5A + 2B = 2C. Sa paunang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.3, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Ang isang 1-litro na sisidlan na naglalaman ng 0.341 mol PCl5 at 0.233 mol N2 ay pinainit hanggang 250 °C. Ang kabuuang presyon sa sisidlan sa ekwilibriyo ay naging 29.33 atm. Ipagpalagay na ang lahat ng mga gas ay perpekto, kalkulahin ang equilibrium constant sa 250 °C para sa reaksyong PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) na nagaganap sa sisidlan.
  Opsyon 9	1 . Ang sistema kung saan nagaganap ang endothermic gas-phase reaction, ang reaksyon A+3B=2C, ay nasa equilibrium sa 400 K at 5 atm. Kung ang mga gas ay perpekto, kung gayon paano makakaapekto ang pagtaas ng presyon sa ani ng produkto? 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation na 0.5A + B = 2C. Sa paunang sandali ng oras ay walang reaksyong produkto sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.5, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Ang equilibrium constant ng reaksyon CO(g) + 2H2 = CH3OH(g) sa 500 K ay katumbas ng Si Kr= 0.00609 ([p]=1 atm). Kalkulahin ang kabuuang presyon na kinakailangan upang makagawa ng methanol sa 90% na ani kung ang CO at H2 ay kinuha sa isang 1:2 na ratio.
  Opsyon 10	1. Ilarawan ang isang paraan para sa pagtukoy ng equilibrium constants sa pamamagitan ng pagsukat ng partial pressure. 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap na A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation na 0.5A + 1.5B = 2C. Sa paunang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.4, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Equilibrium sa reaksyon 2NOCl (g) = 2NO(g) + Cl2 (g) ay itinatag sa 227 °C at isang kabuuang presyon ng 1.0 bar, kapag ang bahagyang presyon ng NOCl ay 0.64 bar (sa una ay NOCl lamang ang naroroon). Kalkulahin ang reaksyong ito sa isang ibinigay na temperatura.
  Opsyon 11	1 . Ilarawan ang mga kemikal na pamamaraan para sa pagtukoy ng mga equilibrium constants. 2. May pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng reaksyong produkto C, ayon sa stoichiometric equation 2A + 0.5B = 2C. Sa paunang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.2, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Kalkulahin ang kabuuang presyon na dapat ilapat sa pinaghalong 3 bahagi H2 at 1 bahagi N2 upang makakuha ng equilibrium mixture na naglalaman ng 10% NH3 sa dami sa 400°C. Equilibrium constant para sa reaksyon N2(g) + 3 H2(g)= 2NH3(g) sa 400 oC at ang pagpapahayag ng presyon sa atm ay katumbas ng 1.6·10-4.
  Opsyon 12	1 . Ang sistema kung saan nagaganap ang endothermic gas-phase reaction, ang reaksyon A+3B=2C, ay nasa equilibrium sa 400 K at 5 atm. Kung ang mga gas ay perpekto, kung gayon paano makakaapekto ang pagbaba ng presyon sa ani ng produkto? 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation 2A + B = 0.5C. Sa paunang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.4, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Sa 250 °C at kabuuang presyon na 1 atm, ang PCl5 ay nahiwalay ng 80% ayon sa reaksyong PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g). Ano ang magiging antas ng dissociation ng PCl5 kung ang nitrogen ay idinagdag sa system upang ang bahagyang presyon ng nitrogen ay katumbas ng 0.9 atm? Ang kabuuang presyon ay pinananatili sa 1 atm.

  Opsyon 13	1 . Isang sistema kung saan nagaganap ang isang exothermic reaction Ang CO(g) + 2H2 = CH3OH(g) ay nasa equilibrium sa 500 K at 10 bar. Kung ang mga gas ay perpekto, paano makakaapekto ang pagbaba ng presyon sa ani ng methanol? 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap na A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation na 1.5A + 3B = 2C. Sa paunang sandali ng oras ay walang reaksyong produkto sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.5, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3 . Ang equilibrium constant ng reaksyong CO(g) + 2H2 = CH3OH(g) sa 500 K ay 6.09 × 10 5 ([p] = 1 atm). Isang pinaghalong reaksyon na binubuo ng 1 mol CO, 2 moles ng H2 at 1 mole ng isang inert gas (nitrogen) ay pinainit sa 500 K at isang kabuuang presyon ng 100 atm. Kalkulahin ang komposisyon ng pinaghalong reaksyon.
  Opsyon 14	1 . Ilarawan ang isang paraan para sa pagtukoy ng equilibrium constants mula sa electrochemical data. 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap na A at B, na maaaring pumasok sa isang kemikal na reaksyon upang mabuo ang produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation 2A + 0.5B = C. Sa unang sandali ng oras ay walang produkto ng reaksyon sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami . Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.4, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3. Para sa reaksyong N2(g) + 3 H2(g) = 2NH3(g) sa 298 K, ang equilibrium constant kapag nagpapahayag ng pressure sa atm ay 6.0 × 10 5, at ang standard molar enthalpy ng pagbuo ng ammonia ay = - 46.1 kJ /mol . Hanapin ang halaga ng equilibrium constant sa 500 K.
  Opsyon 15	1 . Ang sistemang may exothermic reaction CO(g) + 2H2 = CH3OH(g) ay nasa equilibrium sa 500 K at 10 bar. Kung ang mga gas ay perpekto, kung gayon paano makakaapekto ang pagbaba ng temperatura sa ani ng methanol? 2. Mayroong pinaghalong mga gas na sangkap na A at B, na maaaring mag-react ng kemikal upang bumuo ng produkto ng reaksyon C, ayon sa stoichiometric equation 2A + B = 1.5C. Sa paunang sandali ng oras ay walang reaksyong produkto sa system, at ang mga panimulang sangkap ay kinukuha sa stoichiometric na dami. Matapos maitatag ang equilibrium, ang pinaghalong equilibrium ay naglalaman ng bilang ng mga moles ng produkto C na katumbas ng 0.5, at ang kabuuang presyon ay 2 atm. Hanapin ang equilibrium constant sa p-scale. 3. Ang equilibrium constant ng reaksyon N2(g) + 3 H2(g) = 2NH3(g) sa 400 °C at ipinahayag sa pressure sa atm ay 1.6·10-4. Anong kabuuang presyon ang dapat ilapat sa isang equimolar mixture ng nitrogen at hydrogen upang ma-convert ang 10% ng nitrogen sa ammonia? Ang mga gas ay itinuturing na perpekto.

  Mukhang angkop na isama ang mga sumusunod na seksyon sa ulat ng laboratoryo: panimula, bahagi 1, bahagi 2, mga konklusyon.

  1. Sa panimula Maaari mong maikling ipakita ang teoretikal na impormasyon sa isa sa mga sumusunod na isyu: alinman tungkol sa batas ng mass action, ang kasaysayan ng pagtuklas nito at ang mga may-akda nito; o tungkol sa mga pangunahing konsepto at pagtukoy sa mga ugnayan ng seksyong "Chemical Equilibrium"; o makuha ang batas ng chemical equilibrium sa modernong pagbabalangkas nito; o pag-usapan ang mga salik na nakakaimpluwensya sa halaga ng equilibrium constant, atbp.

  Ang seksyong "Panimula" ay dapat magtapos sa isang pahayag ng mga layunin ng gawain.

  Sa part 1 kailangan

  2.1. Magbigay ng isang diagram ng pag-install para sa pagtukoy ng pagkalastiko ng dissociation ng mga metal carbonate at ilarawan ang kurso ng eksperimento.

  2.2 . Ibigay ang mga resulta ng pagkalkula ng equilibrium constant batay sa ibinigay na pang-eksperimentong data

  2.3. Kalkulahin ang equilibrium constant gamit ang thermodynamic data

  Sa part 2 kailangan

  3.1 . Magbigay ng buo at makatwirang sagot sa tanong 1 ng gawain 2.

  3.2 . Ibigay ang solusyon sa mga problema 2 at 3 ng gawain 2. Ang mga kondisyon ng mga problema ay dapat na nakasulat sa simbolikong notasyon.

  Sa mga konklusyon Maipapayo na ipakita ang katuparan ng mga layunin na itinakda sa trabaho, at din upang ihambing ang mga halaga ng pare-parehong balanse na kinakalkula sa 2.2 at 2.3.

  Bibliograpiya

  1. Karjakin ng chemical thermodynamics: Textbook. manwal para sa mga unibersidad. M.: Academy., 20 p.

  2. Makabagong termodinamika. Mula sa mga heat engine hanggang sa mga dissipative na istruktura. M.: Mir, 20 p.

  3. , Cherepanov sa pisikal na kimika. Manual na pamamaraan. Ekaterinburg: Ural State University Publishing House, 2003.

  4. Maikling sangguniang aklat ng pisikal at kemikal na dami / Ed. At. L.: Chemistry, 20 p.

  5. Mga problema sa pisikal na kimika: aklat-aralin. manwal para sa mga unibersidad /, atbp. M.: Pagsusulit, 20 p.

  Layout ng computer