Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ





 

Кинетика – учение о скорости различных процессов, в том числе химических реакций. Критерием принципиальной осуществимости реакции является неравенство ΔGр, Т < 0. Но это неравенство не является еще полной гарантией фактического течения процесса в данных условиях, не является достаточным для оценки кинетических возможностей реакции. Так, = - 228,59 кДж/моль, а = - 313,8 кДж/моль и, следовательно, при Т = 298 К и р = 1 атм возможны реакции, идущие по уравнениям:

Н2(Г) + ½ О2(Г) = Н2О(Г) (1)

2Al(К) + 3 I2(К) = 2 AlI3(К) (2)

Однако эти реакции при стандартных условиях идут только в присутствии катализатора (платины для первой и воды для второй). Катализатор как бы снимает кинетический «тормоз», и тогда проявляется термодинамическая природа вещества. Скорость химических реакций зависит от многих факторов, основные из которых – концентрация (давление) реагентов, температура и действие катализатора. Эти же факторы определяют и достижение равновесия в реагирующей системе.

Пример. Константа равновесия гомогенной системы

СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2(г) + Н2(г)

при 850ºС равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации [СО]исх = 3 моль/л, [Н2О]исх = 2 моль/л.

Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакции равны, а отношение констант этих скоростей есть тоже величина постоянная и называется константой равновесия данной системы:

υпр = К1 [СО][Н2О];

υобр = К2 [СО2][Н2];

Кравн = = .

В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение Кравн входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [СО2]равн = х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По столько же молей (х моль/л) СО и Н2О расходуется для образования по х молей СО2 и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ будут:

[СО2]равн = [Н2]равн = х моль/л;

[СО]равн = (3 – х) моль/л;

2О]равн = (2 – х) моль/л.

Зная константу равновесия, находим значение, а затем и исходные концентрации всех веществ:

;

х2 = 6 – 2х – 3х + х2; 3х = 6; х = 1,2 моль/л.

Таким образом, искомые равновесные концентрации:

[СО2]равн = 1,2 моль/л;

2]равн = 1,2 моль/л;

[СО2]равн = 3 – 1,2 = 1,8 моль/л;

2О]равн = 2 – 1,2 = 0,8 моль/л.

 






Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 208. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия