ҚҰлажанов қ. С., Таусарова б. Р

жүктеу/скачать 0,92 Mb.

бет	24/118
Дата	07.03.2023
өлшемі	0,92 Mb.
	#72359

1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 ... 118

Экзотермиялық реакциялар: ΔH° < 0 (ΔU° < 0). Бұл жағыдайда тепе- теңдік константасының логарифмінің температуралық коэффициенттері теріс болады. Температураның жоғарылауы тепе-теңдік константасының шамасын азайтады, яғни тепе-теңдік солға ығысады.
Эндотермиялық реакциялар: ΔH° > 0 (ΔU° > 0). Бұл жағыдайда тепе- теңдік константасының логарифмінің температуралық коэффициенттері оң болады; температураның жоғарылауы тепе-теңдік константасының шамасын көбейтеді (тепе-теңдік оңға ығысады).
Экзотермиялық және эндотермиялық реакциялар үшін тепе-теңдік константасының температурадан тәуелділігінің графиктері суретте көрсетілген.

Сурет 3.1 - Тепе-теңдік константасының температурадан тәуелділігі

Егер Н 0, К_рТ өскенде азаяды,

Н 0, К_р
Н = 0, К_р
Т өскенде көбейеді, Т ға тәуелсіз.

Т₁ден Т_2-ге дейінгі аралықта теңдікті интегралдағанда:

^T2 ^T2 HdT
^KP
H T
 T 

_d ln K_P _
;
RT ²
_ln T₁
K
_ 2 1
2,3RTT
. (3.12)

T₁T₁
PT₂  1 2

1
^KPT  ^,
^KpT 
-Т₂ және Т₁ температуралардағы тепе-теңдік константасы.

2
Теңдеу, егер химиялық реакцияның жылу эффектісі белгілі болса, тепе-теңдік константасын бір температурада және тепе-теңдік контантасын басқа температурада есептеуге мүмкіндік береді.

§ 3.4 Тепе-теңдігінің ығысуына қысымның әсері

Моль сандары өзгеріссіз өтетін реакциялар.

Реакциялар үшін:
P  ²

^А⁺^В ^2АВ,
_K_ AB
(3.13)

P
P_AP_B
Моль сандары өзгеріссіз өтетін реакциялар үшін қысымды жоғарылату К_р ығысуға әсер етпейді.

Моль сандары көбейетін реакциялар:

^АВ ^А⁺^В,
_К_Р_АР_В

(3.14)

Р


Р
АВ
Моль сандары артатын реакциялар үшін қысымды жоғарылату, тепе- теңдікті солға ығыстырады.

Моль сандары кемитін реакциялар:

А + 2В

2АВ, ^^Р^А^В^2

2
(3.15)

А
 ^КР^__Р
Р_В

Моль сандары кеми жүретін реакциялар үшін, қысымды жоғарылату тепе-теңдікті оңға ығыстырады.

§ 3.5 Тепе-теңдігінің ығысуына концентрацияның әсері

Егер тепе-теңдік күйдегі жүйеге реагент немесе соңғы өнім енгізсек, тепе-теңдік сол компоненттің концентрациясы кемитін бағытқа қарай ығысады.
Мысалы, 2H₂ + O₂ = 2H₂O

Егер H₂ , O₂ қоссақ, тепе-теңдік оңға, ал H₂O қоссақ – солға ығысады.
Тепе-теңдік күйдегі қоспадан реакция компоненттерінің біреуін алып тастау, тепе-теңдікті сол өнімнің қосымша түзілу бағытына қарай ығыстырады.
H₂, O₂ алып тастау, тепе-теңдікті солға, H₂O алып тастау – оңға ығыстырады.

Өзіндік жұмыс тапсырмалары

Химиялық тепе-теңдіктің түсінігіне анықтама беріңіз.
Тепе-теңдік константасын диссоциация дәрежесі мен қысым арқылы көрсетіңіз.
Әрекеттесуші массалар заңын айтыңыз.
Жүйені идеалды деп қарағанда Кс және Кр тепе-теңдік константаларына қандай факторлар әсер етеді?
Химиялық тепе-теңдік константасын қандай шамалар арқылы бейнелеуге болады ? Әр түрлі әдістермен бейнеленген тепе-теңдік константалары арасындағы байланыс.
Тепе-теңдік константасы температура мен қысымға тәуелді ме?
Егер барлық заттар идеалды газ тәрізді күйде болса, A+B=C+D химиялық реакциясының Кс және Кр тепе-теңдік константалары арасындаға қатынас қандай болады?
Тепе-теңдік константалары есептеулерінің қандай тәсілдерін білесіңдер.
Экзо- және эндотермиялық реакцияларда химиялық тепе-теңдікке темпера- тура қалай әсер етеді? Температураның өзгерісі реакция бағытын өзгерте ала ма?
а) Температура; б) қысым; в) әрекеттесетін заттардың концентрацияларын жоғарылатқанда тепе-теңдік қай бағытқа ығысады?

Есептерді шығару жолдары

Мысалы 3.1. 500 K реакция үшін тепе-теңдік константасын есептеу CO(г) + 2H₂(г) = CH₃OH(г)
500 К –де CO(г) және CH₃OH(г) үшін _fG^o–155.41 кДж^. моль^–1 және –134.20 кДж^. моль^–1 тең.

Шешуі. G^o реакциялар:
_fG^o (CO) = –134.20 – (–155.41) = 21,21кДж^. моль^–1.

= 6.09 10^–3.

Жауабы: 6.09 10^–3.
Мысалы 3.2. Реакцияның тепе-теңдік константасы
N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г)
400^o C K_P = 1.64 10^–4 тең. 10% N₂ –ні NH₃-ке айналдыру үшін, эквимолярлы қоспаларға N₂ және H₂ қандай жалпы қысымды қосуға болады ? Газдарды идеал деп санауға болады.

Шешуі. моль N₂ әрекеттесті дейік. Сонда:

	N₂(г)	+	3H₂(г)	=	2NH₃(г)
Бастапқы мөлшері	1		1		0
Тепе-тең мөлшері	1–		1–3		2 (барлығы: 2–2 )
Тепе-тең мольдік үлесі:

Осыдан, K_X = және K_P = K_X^. P^–2 = . Формулаға қойсақ = 0.1 ,
1.64 10^–4 = , бұдан P = 51.2 атм.
Жауабы: 51.2 атм.

Мысал 3.3.
Реакцияның тепе-теңдік константасы
CO(г) + 2H₂(г) = CH₃OH(г)

500 K –де K_P = 6.09 10^–3. 1 моль CO, 2 моль H₂ және 1 моль инертті газдан (N₂) тұратын реакциялық қоспа 500 K-ге дейін және 100 атм. жалпы қысымға дейін қыздырылды. Тепе-теі қоспаның құрамын есептеу.

Шешуі. моль CO әрекеттесті дейік. Онда:

	CO(г)	+	2H₂(г)	=	CH₃OH(г)
Бастапқы мөлшері:	1		2		0
Тепе-тең мөлшері:	1–		2–2
Тепе-тең қоспада барлығы:	3–2 моль компонентов + 1 моль N₂ = 4–2 моль
Тепе-тең мольдік үлесі:

Осыдан, K_X =
K_P= K_X^.P^–2=

Сонымен, 6,09 10^–3 = .

Бұл теңдеуді шеше отырып, = 0.732 аламыз. Сәйкес, тепе-тең қоспада заттың мольдік үлесі: = 0.288, = 0.106, = 0.212 и = 0.394;
Жауабы. 0.288; 0.106; 0.212; 0.394.

Мысалы 3.4.
N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г) реакциясы үшін

298 К-де K_P = 6.0 10⁵, ал _fH^o (NH₃) = –46.1 кДж^. моль^–1. 500 К-де тепе-теңдік константасының мәнін бағалау.

Шешуі. Реакциияның стандартты мольдік энтальпиясы:
_rH^o = 2 _fH^o (NH₃) = –92.2 кДж^. моль^–1.

Теңдеуге сай,

=
= ln (6.0 10⁵) + = –1.73, K₂ = 0,18.
Экзотермиялық реакцияның тепе-теңдік константасы температура жоғарылаған сайын азаяды, Ле Шателье принципіне сай келеді.

Жауабы. 0,18.
Бақылау тапсырмалары
Есептер. 3.5-30. Келесі реакциялар үшін К_Р бейнелеу:

№	Реакциялар
1	2SO₂ ( г ) + O₂ ( г ) ↔ 2SO₃ ( г )
2	ZnO ( қ ) + H₂ ( г ) ↔ Zn ( қ ) + H₂O ( г )

3	H₂ ( г ) + CO₂ ( г ) ↔ CO ( г ) + H₂O ( г )
4	4NH₃ ( г ) + 3O₂ ( г ) ↔ 2N₂ ( г ) + 6H₂O ( г )
5	2NH₄NO₃ ( қ ) ↔ 2NО ( г ) + 4 H₂O ( г )
6	2H₂S ( г ) + 3O₂ ( г ) ↔ 2H₂O ( г ) + 2SO₂ ( г )
7	2NO₂ ( г ) ↔ 2NO ( г ) + O₂ ( г )
8	PbCO₃ ( қ ) ↔ PbO (қ ) + CO₂ ( г )
9	S ( қ ) + O₂ ( г ) ↔ SO₂ ( г )
10	H₂( г ) +Cl₂ ( г ) ↔ 2HCl ( г )
11	2NO₂ ( г ) + 2H₂ ( г ) ↔ N₂ ( г ) + 2H₂O ( г )
12	С ( тв ) + СО₂ ( г ) ↔ 2СО ( г )
13	NH₄Cl ( қ ) ↔ NH₃ ( г ) + HCl ( г )
14	CO₂ ( г ) + H₂ ( г ) ↔ CO ( г ) + H₂O ( г )
15	2CO₂ ( г ) ↔ 2CO ( г ) + O₂ ( г )
16	NiO ( қ ) + CO ( г ) ↔ Ni ( қ ) + CO₂ ( г )
17	Zn ( қ ) + 2HCl ( с ) ↔ H₂ ( г ) + ZnCl₂ ( қ )
18	4NH₃ ( г ) +5O₂ ( г ) ↔ 4NO ( г ) + 6H₂O ( г )
19	CH₄ ( г )+ CO₂ ( г ) ↔ 2CO ( г ) + 2H₂ ( г )
20	CH₃OH ( г ) + NH₃ ( г ) ↔ CH₃NH₂ ( г ) + HCl ( г )
21	2KClO₃ ( қ ) ↔ 2KCl ( қ ) + 3O₂ ( г )
22	2CH₄ ( г ) ↔ C₂H₄ ( г )+ O₂ ( г )
23	2H₂O ( г ) + 2Cl₂ ( г ) ↔ 4HCl ( г )
24	N₂O₄ ( г ) ↔ 2NO₂ ( г )
25	N₂ ( г ) + 3 H₂( г ) ↔ 2NH₃ ( г )

жүктеу/скачать 0,92 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 ... 118