Презентация по теме "Расчетные задачи на химическое равновесие"

• 1 слайд

  Расчетные задачи
  на химическое равновесие
  Гиревая Ханифа Яншаевна, к.т.н,
  учитель химии ФГКОУ «Объединенный Санкт-Петербургский кадетский корпус Следственного комитета Российской Федерации»
  

• 2 слайд

  С течением времени скорость прямой реакции уменьшается, так как исходные вещества расходуются. В то же время с накоплением в системе веществ С и D увеличивается скорость обратной скорости.
  В любой обратимой реакции рано или поздно наступит такой момент, когда скорости прямого и обратного процессов становятся равными. Состояние обратимого процесса, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, называют химическим равновесием.
  vпрямой= vобратной
  
  kпрямой·CAa·CBb = kобратной·CСс·CDd
  
  

• 3 слайд

  aA + bB ⇔ cC + dD
  По закону действующих масс скорость прямой реакции:
  vпрямой=kпрямой·CAa·CBb
  Скорость обратной реакции:
  vобратной=kобратной·CСс·CDd
  
  kпрямой и kобратной – константы скорости прямой и обратной реакции, 
  СA, CB, CC, CD – концентрации веществ А, В, С и D соответственно.
  
  

• 4 слайд

  АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
  
  Этап 1. Подготовка:
  а) записать в таблицу концентрации на основании анализа текста ( и необходимых расчетов): данное действие осуществляется по мере необходимости;
  б) найти "известное" вещество (у которого известны две концентрации)- по которому будут производиться стехиометрические расчеты.
   Этап 2. Стехиометрические расчеты по уравнению реакции:
  на основании изменения концентрации известного вещества определяют изменение концентраций неизвестных веществ.
   Этап 3. Нахождение неизвестных концентраций:
  у исходных реагентов в ходе реакции происходит уменьшение концентрации, а у продуктов - увеличение.
  

• 5 слайд

  Важно: по условию реактор имеет постоянный объём, тогда изменение количества реагента равно изменению концентрации
   
  Решение очень удобно оформлять в виде таблицы (сначала вносятся известные данные, затем по ходу решения заполняется таблица):
  
  было – исходные количества или концентрации- С0;
  
  израсходовано - это сколько прореагировало, т.е. изменение концентрации - ΔС;
  
  стало - это равновесные концентрации веществ [C].
  ΔС (в-ва) = C0 - [C]
  Для исходного вещества концентрация уменьшается в ходе реакции
  [в-ва] =C0 (в-ва) - ΔС (в-ва)
  Для продукта реакции концентрация увеличивается в ходе реакции
  [в-ва] = C0 (в-ва) +ΔС (в-ва)
  
  

• 6 слайд

  Задание 1. В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида серы (IV) и кислорода. В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе
  2SO2(г) + O2 (г) ⇄ 2SO3 (г)
  установилось химическое равновесие. Исходная концентрация SO2 - 0,6 моль/л. Равновесные концентрации O2 и SO3 равны 0,3 моль/л и 0,4 моль/л. Определите равновесную концентрацию оксида серы (IV) (X) и исходную концентрацию кислорода (Y).
  

• 7 слайд

  Анализ и решение
  Пусть объём системы V = 1 л, тогда концентрация и изменение концентрации численно равны количеству вещества и/или изменению количества вещества.
  2SO2(г) + O2 (г) ⇄ 2SO3 (г)
  

• 8 слайд

  по условию, в реактор загрузили SO2 и O2, то исходное количество SO3 равно 0 (запишем в таблицу)
   Можно вычислить изменение количества вещества (SO3):
  ∆n(SO3) = Cравн. – Cисх. = 0,4 – 0 = 0,4 моль (образовалось), и запишем в таблицу.
  

• 9 слайд

  По уравнению реакции рассчитываем количество вещества SO2 и O2
  Δn(SO2)прореаг.= 2×0,4 / 2= 0,4 моль
  Δ n(O2)прореаг.=1×0,4 / 2= 0,2моль
  

• 10 слайд

  Считаем необходимые данные
  3) SO2 исходное вещество, следовательно его концентрация уменьшается в ходе реакции
  C (SO2) = 0,6-0,4 = 0,2 моль/л (Х, ответ 2)
  4) O2 исходное вещество, следовательно его концентрация уменьшается в ходе реакции
  C0 (O2) = 0,2+0,3 = 0,5 моль/л (Y, ответ 5)
  Ответ: 25
  

• 11 слайд

  Задание 2. В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество водорода и паров йода. В результате протекания обратимой реакции
  H2(г) + I2(г)  ↔ 2HI(г)
  в реакционной системе установилось химическое равновесие. При этом исходная концентрация йода составила 0,7 моль/л, а равновесные концентрации водорода и йода – 0,2 моль/л и 0,6 моль/л соответственно.
  Определите исходную концентрацию Н2 (Х) и равновесную концентрацию НI (Y).
  Выберите из списка номера правильных ответов.
  1) 0,1 моль/л                     3) 0,3 моль/л                    5) 0,5 моль/л
  2) 0,2 моль/л                     4) 0,4 моль/л                    6) 0,6 моль/л
  Запишите выбранные номера в таблицу под соответствующими буквами.
  

• 12 слайд

  2) Найдем изменение концентрации вещества, для которого известно исходная и равновесная концентрации
  ΔС (I2) = C0 - [C] = 0,7 – 0,6 = 0,1 моль/л
  По уравнению реакции
  ΔС (I2) = ΔС (Н2) = 0,1 моль/л
  ΔС (НI) = 2ΔС (I2) = 0,2 моль/л
  Добавляем в таблицу данные
  
  
  
  
  
  Ответ: 56
  Впишем в таблицу то, что дано и нужно найти (X и Y):
  

• 13 слайд

  Считаем необходимые данные
  Н2 исходное вещество, следовательно его концентрация уменьшается в ходе реакции
  C0 (Н2) = 0,2+0,1 = 0,3 моль/л (Х, ответ 3)
  4) НI продукт реакции, следовательно его концентрация увеличивается в ходе реакции
  [НI] = 0 +0,2 = 0,2 моль/л (У, ответ 2)
  
  
  Ответ: 32
  

• 14 слайд

  Задание 3. В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество водорода и углекислого газа. В результате протекания обратимой реакции
  H2(г) + СO2(г) ↔ H2O(г)  + СO(г)
  в реакционной системе установилось химическое равновесие. При этом исходная концентрация водорода составила 0,9 моль/л, а равновесные концентрации углекислого газа, угарного газа и воды – 0,1 моль/л, 0,6 моль/л и 0,6 моль/л соответственно.
  Определите равновесную концентрацию Н2 (X) и исходную концентрацию СО2 (Y).
  Выберите из списка номера правильных ответов.
  1) 0,1 моль/л                       3) 0,5 моль/л                  5) 0,9 моль/л
  2) 0,3 моль/л                       4) 0,7 моль/л                  6) 1,1 моль/л
  Запишите выбранные номера в таблицу под соответствующими буквами.
  

• 15 слайд

  Найдем изменение концентрации вещества, для которого известно исходная и равновесная концентрации
  ΔС (H2О) = ΔС (СО) =C0 - [C] = 0,6 – 0 = 0,6 моль/л
  По уравнению реакции
  ΔС (H2О) = ΔС (СО) = ΔС (СО2) = ΔС (Н2) = 0,6 моль/л
  Добавляем в таблицу данные
  
  
  
  
  
  Ответ: 56
  Впишем в таблицу то, что дано и нужно найти (X и Y):
  

• 16 слайд

  Считаем необходимые данные
  Н2 исходное вещество, следовательно его концентрация уменьшается в ходе реакции
  [Н2] = 0,9-0,6 = 0,3 моль/л (Х, ответ 2)
  4) СО2 исходное вещество, следовательно его концентрация уменьшается в ходе реакции
  [C0 (СО2) = 0,6+0,1 = 0,7 моль/л (У, ответ 4)
  Ответ: 24