Опыт 5. Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ

Смешать по 10 мл 0,001 н. растворов хлорида железа (III) и роданида калия. Написать уравнение этой обратимой реакции и выражение константы равновесия для нее.

Полученный раствор разлить поровну в четыре пробирки. В первую пробирку добавить немного концентрированного раствора роданида калия, во вторую – концентрированного раствора хлорида железа (III), в третью – немного кристаллического хлорида калия, а четвертую пробирку оставить для сравнения. Сравнить цвета жидкостей в пробирках.

По изменению интенсивности окраски растворов можно судить об изменении концентрации роданида железа (III) – Fe(SCN)₃, т. е. о смещении химического равновесия в ту или другую сторону. Объяснить изменение цвета на основании закона действия масс. Сместится ли химическое равновесие при разбавлении полученных растворов?

 

Вопросы к допуску

1. Что понимают под скоростью химических реакций?

2. Как выражается средняя и истинная скорость химических реакций?

3. Почему о скорости химических реакций имеет смысл говорить только для данного момента времени?

4. Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

5. В чем различие гомогенных и гетерогенных химических процессов?

6. Сформулируйте закон действия масс.

7. Что такое молекулярность и порядок реакции?

8. Что такое константа скорости химической реакции?

9.Каков физический смысл константы химической реакции, в каких единицах она измеряется?

10. Как скорость химических реакций зависит от температуры? Что такое температурный коэффициент скорости химической реакции? Как он рассчитывается?

11. Скорость каких реакций (эндотермических, экзотермических, любых) увеличивается с повышением температуры?

12. Что такое энергия активации химической реакции? Зависит ли доля активных молекул в системе от величины энергии активации? Как влияет величина энергии активации на скорость реакции?

13. Что такое катализатор? Что такое ингибитор?

14. Чем отличается гетерогенный катализ от гомогенного?

15. Что такое автокатализ?

16. Какова роль катализатора в гетерогенном катализе?

17. Какие реакции называются обратимыми? В чем их отличие от реакций, идущих до конца?

18. Что такое состояние химического равновесия? От чего зависит смешение равновесия?

19. Что такое константа равновесия химической реакции?

20. Как константа равновесия химической реакции выражается через равновесные концентрации реагирующих веществ?

 

Вопросы к защите

1. Как изменится скорость реакции 2NO + O₂ = 2NO₂:

а) при увеличении концентрации NO в два раза;

б) при одновременном увеличении концентрации NO и O₂ каждого в три раза?

2. Равновесие реакции

H₂ + I₂ Û 2HI

установилось при следующих концентрациях участвующих в нем веществ: [H₂] = 0,3 моль/л, [I₂] = 0,08 моль/л, [HI] = 0,35 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.

3. Скорость образования HI из йода и водорода при 443 ⁰С в момент, когда [H₂] = [I₂] = 1, составляет 1,5*10^-4 моль/сек. Скорость распада йодоводорода при той же температуре и при [HI] = 1 составляет - 3*10^-4 моль/сек. Определить константу равновесия реакции при 443 ⁰С.

4. Исходные концентрации йода и водорода при синтезе йодоводорода составляет каждая 1 моль/л. Вычислить равновесные концентрации веществ, при 450 ⁰С, если константа химического равновесия при этой температуре равна 50.

5. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе

2SO₂ + O₂ Û 2SO₃

составляли соответственно [SO₂] = 0,04 моль/л, [O₂] = 0,06 моль/л, [SO₃] = 0,02 моль/л. Вычислить константу равновесия химической реакции и исходные концентрации оксида серы (IV) и кислорода.

6. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 40 до 70 ⁰С? Температурный коэффициент равен 3.

а) в 3 раза; б) в 18 раз; в) в 30 раз; г) в 27 раз; д) в 9 раз.

7. Равновесные концентрации иодида водорода, йода и водорода равны по 0,3 моль/л каждого компонента. Какова первоначальная концентрация (моль/л) иодида водорода в системе 2HI Û H₂ + I₂, если в начальный момент концентрации йода и водорода равны 0?

а) 0,6; б) 1,2; в) 2; г) 0,9; д) 1,8.

8. Какое выражение соответствует константе равновесия реакции 3Fe + 4H₂O(пар) Fe₃O₄ + 4H₂(г):

а)K = [H₂]⁴/[H₂O]⁴; б)K = [H₂]/[H₂O]; в) K = [Fe₃O₄][H₂]/[Fe]³[H₂O]⁴;

г) K = [Fe₂O₃][H₂]⁴/[Fe]³[H₂O]⁴; д) K = [H₂]²/[H₂O].

9. Как повлияет понижение температуры на состояние химического равновесия в системе 2NO + O₂ Û 2NO₂, изменение энтальпии меньше нуля:

а) равновесие не нарушится; б) равновесие сместится влево;

в) равновесие сместится вправо.

10. С наименьшей скоростью при комнатной температуре протекает реакция между: а) Fe и O₂; б) CaCO₃ и HCl р-р; в) NaOH р-р и H₂SO₄ р-р; г)CuSO₄ р-р и NaOH р-р.

11. Химическое равновесие в системе FeO(т) + H₂(г) Û Fe(т) + H₂O(г) – Q сместится в сторону продукта реакции:

а) при повышении давления; б) при повышении температуры;

в) при понижении давления; г) при использовании катализатора.

12.В каком направлении сместится равновесие в следующей обратимой реакции 2SO₂ + O₂ Û 2SO₃ + 192,74 кДж (46 ккал.), при понижении температуры:

а) вправо; б) влево; в) не изменится.

 

Работа 9