збільшення концентрацій реагуючих речовин або зменшення концентрацій продуктів реакції зміщує рівновагу в напрямку прямої реакції

Принцип ле Шательє справедливий не тільки для хімічних проце­сів, він має загальнонаукове значення і поширюється на всі процеси, що перебувають у стані динамічної рівноваги.

Принцип ле Шательє має велике практичне значення, особливо для хімічної промисловості. Наприклад, при синтезі аміаку підвищення температури зменшує вихід аміаку, оскільки рівновага при високих температурах встановлюється при малому вмісті NН₃ в системі. Отже, для підвищення виходу реакцію треба проводити при низьких темпе­ратурах. Проте стан рівноваги при цьому завдяки дуже малій швид­кості встановлюватиметься за такий великий проміжок часу, що прак­тичне використання реакції буде неможливе. Тому синтез NН₃ прово­дять при високій температурі (450—600°С), а для прискорення вста­новлення рівноваги застосовують каталізатор. Проте при високих температурах і навіть при наявності каталізатора при атмосферному тиску вихід аміаку становить всього 1%. Тому промислове викорис­тання взаємодії водню і азоту для синтезу аміаку стало можливим лише при застосуванні високого тиску, який у 300—1000 раз перевищує нормальний, зміщуючи рівновагу в бік підвищення вмісту NН₃ до 30%. При такому виході процес синтезу аміаку стає придатним для промислового використання.

6.9. Запитання та задачі для самоконтролю

1. Що таке швидкість хімічної реакції, як її визначити і від яких факторів вона залежить?

2. Який фізичний зміст константи швидкості, як вона виражається? Коли числові значення швидкості та константи швидкості збігаються?

3. У чому полягає відмінність між порядком і молекулярністю хімічної реакції? Коли вони збігаються?

4. Константа швидкості реакції першого порядку дорівнює 4,5•10^-5 с^-1, початкова концентрація реагента становить 1,6 моль/л. Обчислити початкову швидкість реакції.

5. Реагенти А і В з початковою концентрацією кожного 0,2 моль/л беруть участь у реакції другого порядку. Чому дорівнює константа швидкості цієї реакції, якщо її початкова швидкість 1,6•10^-4 моль/л • с?

6. Назвати порядок реакції, обчислити константу швидкості, якщо рівняння швидкості має вигляд v=k •[А] • [В]², a v= 0,036 моль/л•год, [А] = 0,37 моль/л і [В] = 1,26 моль/л.

7. У скільки разів зросте константа швидкості хімічної реакції при підвищенні температури на 40 ^оС, якщо температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 3,5?

8. Обчислити, як зміниться швидкість реакції 2NO + О₂ ⇄ 2NO₂ внаслідок збільшення тиску втричі?

9. Як збільшиться швидкість реакції при підвищенні температури з 10 до 100 °С, якщо при нагріванні на кожні 10^оС швидкість подвоюється?

10.Записати швидкість реакцій 2Н₂ + О₂ ⇄ 2Н₂О і 2Mg + O₂= 2MgO у вигляді кінетичних рівнянь.

11.Для яких реакцій підвищення температури зумовлює сповільнення їх швидкості?

12.Обчислити енергію активації реакції, швидкість якої при підвищенні температури від 27 до 37°С зростає вдвічі.

13.Що таке активований комплекс і в чому полягає його дія?

14.Який принцип дії каталізатора? Як він впливає на енергію активації?

15.Що таке константа рівноваги, про що вона свідчить і від яких факторів залежить?

16.Що сталося б, якби каталізатор неоднаковою мірою впливав на швидкість прямої та зворотної реакцій?

17.Записати вирази для констант рівноваги ендотермічних оборотних реакцій:а) СО₂ + С⇄2СО; б) Fе₃О₄ + 4Н₂⇄ 3Fe + 4Н₂О. Вказати напрямок зміщення рівноваги при підвищенні температури та тиску.

18.При температурі 2000°С константа рівноваги реакції N₂+O₂⇄2NO дорівнює 6,0 • 10^-4. Обчислити рівноважну концентрацію оксиду Нітрогену, якщо початкові концентрації азоту та кисню становлять відповідно 0,1 і 0,02 моль/л.

19.Обчислити константу рівноваги оборотної реакції А+2В ⇄С+ D, якщо початкові концентрації речовин дорівнюють: [А] = 6 моль/л, [В] = 5 моль/л і до моменту появи рівноваги прореагувало 80 % речовини В.

20.Рівноважні концентрації речовин у системі 2А + В⇄2С + D дорівнюють: [А] = 2 моль/л, [В] = 1 моль/л, [С] = 1,6 моль/л. Обчислити початкові концентрації.

21.У посудину об'ємом 10л помістили 56 г чадного газу та 54 г водяної пари. Константа рівноваги для реакції CO + Н₂О ⇄ СО₂ + Н₂ за умов реакції дорівнює 1. Якими стали концентрації всіх речовин у момент рівноваги?

Список рекомендованої літератури

1. Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. – К.; Ірпінь: ВТФ “Перун”, 2002. – 480с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – Л.; Химия, 1985 – 89. – 704с.
3. Васильева З.Г., Грановская А.А., Таперова А.А. Лабораторные работы по общей и неорганической химии: Учеб. пособие для вузов. – Л.: Химия, 1986, - 288с.
4. Кириченко В.І. Загальна хімія: Навч. посіб.- К.:Вища шк., 2005,- 639 с.:іл..
5. Телегус В.С., Бодак О.І., Заречнюк О.С., Кінжибало В.В. Основи загальної хімії/ За ред. В.С.Телегуса: Підручник.- Львів: Світ, 1998.- 424 с.: іл.
6. Басов В.П., Юрченко О.Г. Хімія: Навчальний посібник для самопідготовки до екзамену/ Київ "Каравела", Львів "Новий Світ-2000", 2001,- 132 с.
7. Голуб А.М., Скопенко В.В. Основи координаційної хімії. К.: Вища шк., 1977, -304 с.: іл.
8. Рейтер Л.Г., Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Навчальний посібник. - К.: Каравела, 2003, -344 с.: іл.
9. Методичні розробки кафедри хімії КТУ до виконання лабораторних робіт.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до самостійної роботи з дисципліни «Хімія»

для студентів I курсу будівельних і гірничих

спеціальностей

УКЛАДАЧІ: Мовчан Віталій Васильович,

Мовчан Ольга Григорівна

Реєстрац.№ _________

Підписано до друку ______________ 2008 р.

Формат _____А5_______

Обсяг ______________ стор.

Тираж ______________прим.

Видавничий центр КТУ, вул.ХХІІ партз’їзду, 11

м.Кривий Ріг