В какой из двух систем вызовет смещение равновесия понижение давления: N2 + ЗН2 ⇆ 2NНЗ; N2 + 02 ⇆ 2NО . Ответ подтвердите расчётом
Вопрос пользователя
В какой из двух систем вызовет смещение равновесия понижение давления: N2 + ЗН2 ⇆ 2NНЗ;
N2 + 02 ⇆ 2NО . Ответ подтвердите расчётом скоростей прямой и обратной реакций при условии, что давление понизилось в 2 раза. Напишите выражения для констант равновесия этих реакций .
Ответ эксперта
По принципу Ле-Шателье, равновесие смещается в сторону, уменьшающую воздействие на систему («система всегда действует назло, наоборот!»). Давление зависит от кол-ва молей газа на единицу объема, т.е. от общей концентрации газа в системе. При понижении давления равновесие смещается в сторону реакции, в которой давление в системе увеличивается за счет увеличения кол-ва газа. Поэтому на систему N2 + 02 ⇆ 2NО понижение давления не влияет и она остается в состоянии равновесия, т.к. в ней из 2 моль газа образуются 2 моль газа, т.е. общая конц-я газа не изменяется. Напротив, в системе N2 + ЗН2 ⇆ 2NНЗ будет смещение в сторону обратной реакции, в кот. из 2 моль газа образуются 4 моль газа, общая конц-я газа повышается и давление растет.
Кинетические уравнения для простых реакций системы N2 + ЗН2 ⇆ 2NНЗ :
для прямой реакции: v пр. =k∙[N2] ∙ [Н2]³
для обратной v обр. =k∙[NНЗ]²
При понижении давления в 2 раза конц-и в-в снижаются в 2 раза:
для прямой реакции:: v′пр. =k∙[½N2] ∙ [½Н2]³ = 1/16k∙[N2] ∙ [Н2]³ = 1/16 v пр.
для обратной v′обр.=k∙[½NНЗ]²= ¼k∙[NНЗ]² = ¼ v обр.
До понижения давления в состоянии равновесия v пр. = v обр.
В рез. понижения давления скорость прямой реакции снизилась в 16 раз, а обратной — только в 4 раза, т.е. v′обр. > v′пр., смещение в сторону обратной реакции.
Выражение для константы равновесия: Кeq = [NНЗ]²/([N2]∙[Н2]³)
Кинетические уравнения для простых реакций системы N2 + 02 ⇆ 2NО :
для прямой реакции: v пр. =k∙[N2] ∙ [О2]
для обратной v обр. =k∙[NО]²
При понижении давления в 2 раза конц-и в-в снижаются в 2 раза:
для прямой реакции:: v′пр. =k∙[½N2] ∙ [½О2] = ¼k∙[N2] ∙ [О2] = ¼ v пр.
для обратной v′обр.=k∙[½NО]²= ¼k∙[NО]² = ¼ v обр.
До понижения давления в состоянии равновесия v пр. = v обр.
В рез. понижения давления скорости обеих реакций снизились в 4 раза, т.е. по-прежнему соблюдается равенство v′обр. = v′пр., система осталась в состоянии равновесия.
Выражение для константы равновесия: Кeq =NО]²/([N2]∙[О2])
