1 Как изменятся скорости прямой и обратной реакций в системе: 2NO(г)+O2(г)↔2NO2(г), если увеличить давление в 5 раз. 2, Определить константу равновесия и равновесные концентрации веществ А, В, Д которые соответствуют состоянию равновесия в системе: А(г) + В(г) ↔ С(г) + Д(г), Если исходные концентрации (моль/л): [А]исх = [В]исх = 0,03; а равновесная концентрация [С]р = 0,01.
Рассмотрим систему: 2NO(г) + O2(г) ↔ 2NO2(г). Эта реакция включает изменение общего числа молекул газов: из 3 молекул реагентов образуются 2 молекулы продукта.
При увеличении давления в системе, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится в сторону уменьшения объема, то есть в сторону образования NO2. Это значит, что скорость прямой реакции возрастет больше, чем скорость обратной реакции. Это связано с тем, что при увеличении давления концентрация всех газов в системе возрастает, но поскольку равновесие смещается в сторону меньшего числа молекул, то скорость прямой реакции будет увеличена в большей степени, чем скорость обратной реакции.
Для системы: А(г) + В(г) ↔ С(г) + Д(г), исходные концентрации [А]исх = [В]исх = 0,03 моль/л, и равновесная концентрация [С]р = 0,01 моль/л.
Поскольку в реакции участвует одна молекула A и одна молекула B для образования одной молекулы C и одной молекулы D, равновесные концентрации можно определить следующим образом:
Изменение концентрации A и B будет равно изменению концентрации C, поскольку они реагируют в соотношении 1:1. Таким образом: [ \Delta [A] = \Delta [B] = -0,01 \text{ моль/л} ]
Равновесные концентрации A и B: [ [A]р = [A]{\text{исх}} - \Delta [A] = 0,03 - 0,01 = 0,02 \text{ моль/л} ] [ [B]р = [B]{\text{исх}} - \Delta [B] = 0,03 - 0,01 = 0,02 \text{ моль/л} ]
Концентрация D будет равна концентрации C, поскольку они образуются в одинаковых количествах: [ [D]_р = [C]_р = 0,01 \text{ моль/л} ]
Константа равновесия Kc определяется как: [ K_c = \frac{[C]_р [D]_р}{[A]_р [B]_р} = \frac{0,01 \cdot 0,01}{0,02 \cdot 0,02} = \frac{0,0001}{0,0004} = 0,25 ]
Таким образом, константа равновесия Kc равна 0,25, а равновесные концентрации веществ: [A]_р = [B]_р = 0,02 моль/л, [C]_р = [D]_р = 0,01 моль/л.
По принципу Ле-Шателье, увеличение давления в системе приведет к сдвигу равновесия в сторону уменьшения объема газа. В данном случае, увеличение давления приведет к увеличению скорости обратной реакции (образование NO и O2 из NO2) и уменьшению скорости прямой реакции (образование NO2 из NO и O2).
Константа равновесия (Kp) для реакции А(г) + В(г) ↔ C(г) + D(г) выражается следующим образом: Kp = ([C]р [D]р) / ([A]исх [B]исх)
По условию, [A]исх = [B]исх = 0,03 и [C]р = 0,01. Подставляя данные в формулу, получаем: Kp = (0,01 0,01) / (0,03 0,03) = 0,111
Таким образом, константа равновесия Kp равна 0,111.
Равновесные концентрации веществ А, В, С, D можно найти, используя уравнение равновесия и данные о начальных концентрациях: [A]р = [A]исх - x [B]р = [B]исх - x [C]р = [C]исх + x [D]р = [D]исх + x
Подставляя значения, получаем: [A]р = [B]р = 0,03 - x [C]р = 0,01 + x [D]р = 0 + x
Теперь, можно найти значение x, зная Kp: Kp = ([C]р [D]р) / ([A]р [B]р) 0,111 = (0,01 + x) * x / (0,03 - x) ^ 2
Решив уравнение, найдем значение x и, соответственно, равновесные концентрации веществ А, В, С, D.
