Решение Коллоквиума №3: Химическое равновесие

Ниже представлены решения заданий Коллоквиума №3 «Химическое равновесие», оформленные для записи в тетрадь. Задания части А А1. В изобарных условиях температурная зависимость константы химического равновесия выражается уравнением: Ответ: 3) \( \frac{d \ln K_p}{dT} = \frac{\Delta H}{RT^2} \). Это уравнение называется уравнением изобары химической реакции (уравнение Вант-Гоффа). Оно показывает, как изменение энтальпии влияет на константу равновесия при изменении температуры. А2. Для химической реакции \( 2NO_2 = 2NO + O_2 \) критерием самопроизвольности процесса... служит выражение: Ответ: 3) \( RT \ln K_p > RT \ln \frac{P_{O_2} P_{NO}^2}{P_{NO_2}^2} \). Условие самопроизвольности процесса при постоянных \( T \) и \( P \) — это \( \Delta G < 0 \). Из уравнения изотермы Вант-Гоффа: \( \Delta G = -RT \ln K_p + RT \ln Q_p \). Чтобы \( \Delta G \) было меньше нуля, необходимо, чтобы \( RT \ln K_p > RT \ln Q_p \), где \( Q_p \) — произведение парциальных давлений продуктов, деленное на произведение давлений реагентов в степенях их коэффициентов. А3. Для реакции \( CO_{(г)} + 2H_{2(г)} = CH_3OH_{(г)} \) (\( \Delta H < 0 \)). Для увеличения выхода продукта необходимо: Ответ: 3) уменьшить температуру, увеличить давление. Согласно принципу Ле Шателье: 1. Реакция экзотермическая (\( \Delta H < 0 \)), значит, при понижении температуры равновесие смещается вправо (в сторону продукта). 2. В левой части 3 моля газа, в правой — 1 моль. При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема, то есть вправо. Задания части В В1. Реакции, химическое равновесие в которых при увеличении давления смещается влево (в сторону исходных веществ): Ответ: 3, 5. Равновесие смещается влево при увеличении давления, если объем газообразных продуктов больше объема газообразных реагентов (\( \Delta n_{газ} > 0 \)): 3) \( 0 \to 3 \) моль газа (увеличение объема); 5) \( 0 \to 4 \) моль газа (увеличение объема). В остальных случаях объем газов уменьшается или не меняется. В2. Реакции, равновесие которых при уменьшении общего давления не изменяется: Ответ: 3, 5. Давление не влияет на равновесие, если число молей газообразных веществ в левой и правой частях уравнения одинаково (\( \Delta n_{газ} = 0 \)): 3) \( 1 + 1 = 2 \) моль газа (слева 2, справа 2); 5) \( 1 + 1 = 1 + 1 \) моль газа (слева 2, справа 2). В3. Реакции, химическое равновесие в которых при увеличении температуры смещается влево: Ответ: 2, 4. Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции. Чтобы оно сместилось влево (к исходным веществам), прямая реакция должна быть экзотермической (\( \Delta H < 0 \)): 2) \( \Delta H^0 = -119,9 \) кДж (экзотермическая); 4) \( \Delta H^0 = -206,13 \) кДж (экзотермическая).