Меню

Давление не влияет на смещение равновесия если

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

В части А ЕГЭ по химии есть задания на тему смещения химического равновесия. Это довольно простая тема обратимости химических реакций и укладывается буквально в три примера.

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.

Мы как раз рассмотрим влияние на химическое равновесие трех факторов: концентрации, температуры и давления.

Еще в 1994 году французский химик Анри Луи Ле Шателье сформулировал общий принцип для смещения любого химического равновесия:

Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие (изменять температуру, давление, концентрации веществ), то положение равновесия смещается в такую сторону, чтобы ослабить внешнее воздействие.

Влияние концентрации на смещение химического равновесия

реакция образования аммиака — протекает в газовой среде

реакция образования сложного эфира — реакция, проходящая в жидкой среде.

  • Увеличение концентрации реагентов смещает химическое равновесие в сторону продуктов реакции как в газовой, так и в жидкой среде.
  • Удаление продуктов из среды реакции так же смещает равновесие в сторону продуктов реакции.
  • Увеличение концентрации продуктов смещает химическое равновесие в сторону обратной реакции.

Влияние температуры на смещение химического равновесия

Все химические реакции делятся на два типа:

  1. Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением теплоты.

  2. Экзотермические реакции — протекают с выделением теплоты.

Соответственно, с помощью температурного воздействия мы можем оказывать влияние на смещение химического равновесия в системе:

в эндотермической реакции:

  • увеличение температуры смещает равновесие в сторону продуктов (прямой реакции);
  • уменьшение температуры смещает равновесие в сторону реагентов (обратной реакции);

в экзотермической реакции:

  • увеличение температуры смещает равновесие в сторону реагентов (обратной реакции);
  • уменьшение температуры смещает равновесие в сторону продуктов (прямой реакции);

Влияние давления на смещение химического равновесия

Этот вопрос относится только к реакциям в газовой среде .

  • При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема (в данном примере 4 моль → 2 моль, т.е. равновесие сместится в сторону продукта реакции -образования аммиака).
  • При уменьшении давления — в сторону большего объема (в сторону обратной реакции)

Если в реакции участвуют твердые вещества , например: 2C (тв) + O2 (г) ↔ 2CO (г), то их количество не учитывается .

Если объем (количество веществ) смеси не меняется , то изменение давления не будет оказывать влияние на смещение химического равновесия .

Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия!

  • В ЕГЭ это вопрос А21 — Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение равновесия под действием различных факторов

[TESTME 58]

Источник

Химия ЕГЭ. Равновесие в химических процессах

Согласно спецификации в 24 задании проверяют Ваши знания: обратимых и необратимых химических реакций, химическое равновесие, смещение равновесия под действием различных факторов.

Давайте разберем эту тему по пунктам.

Сначала, приведу определения обратимой и необратимой реакций.

Необратимой называется реакция, которая идет практически до конца в одном направлении.

Условия необратимости реакции:

  • образование осадка: BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl
  • выделение газа: K2S + 2HCl = 2KCl + H2S↑
  • образование слабого электролита: HCl + NaOH = NaCl + H2O.

Обратимой называется реакция самопроизвольно протекающая как в

прямом, так и в обратном направлении.

Некоторые обратимые реакции:

NH4Cl(тв) ⇄ NH3(г) + HCl(г)

СН3СООН ⇄ СН3СОО(-) + Н(+)

Исходя из определения обратимой реакции, можем представить себе, что начиная с какого-то момента, параллельно проходят обе реакции, как прямая, так обратная. Образующиеся в результате прямой реакции продукты реагируют между собой, превращаясь в исходные вещества, а исходные, в свою очередь, продолжают реагировать с образованием продуктов реакции. Понятно, что на начальном этапе скорость прямой реакции значительно больше скорости обратной, только по тому, что концентрации исходных веществ несоизмеримо больше концентраций продуктов реакции. Но, через некоторое время, концентрации продуктов увеличиваются, и скорость их взаимодействия между собой также увеличивается, а концентрации исходных веществ – уменьшаются, как и скорость их взаимодействия. В некоторый момент скорости прямой и обратной реакции уравниваются V(пр.) = V(обр.) (на рисунке, линии, описывающие скорость прямой и обратной реакции, сливаются в одну) и система приходит к состоянию химического равновесия. То есть, к состоянию с минимумом энергии в котором система может находиться неограниченно долгое время.

Химическое равновесие — состояние системы, в котором скорость прямой реакции равна скорости обратной.

О том, что система достигла состояния химического равновесия можно судить по тому, что концентрации всех веществ, участвующих в процессе, на протяжении достаточно долгого времени будут постоянны (не равны между собой, но постоянны во времени), как это видно на рисунке. Такие концентрации называются равновесными.

Читайте также:  Измерительные приборы давления и температуры газа

Для смещения равновесия, например для получения большего количества продуктов реакции, нужно целенаправленно повлиять на систему.

О влиянии на равновесную систему внешних факторов: температуры, давления, концентрации веществ говорит принцип Ле-Шателье (принцип «наоборот» ):

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменив температуру, давление или концентрации веществ), то положение равновесия сместится таким образом, чтобы ослабить внешнее воздействие.

Разберем влияние каждого из факторов.

Изменение температуры

Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции (реакции проходящей с поглощением теплоты):

Понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции (реакции проходящей с выделением теплоты):

Изменение давления

Повышение давления смещает равновесие в сторону меньшего количества моль газа :

Понижение давления смещает равновесие в сторону большего количества моль газ ообразных веществ:

Изменение концентрации

Увеличение концентрации реагентов или продуктов смещает равновесие в сторону той реакции, которая приводит к уменьшению их концентраций:

где С – концентрация вещества.

Уменьшение концентрации реагентов или продуктов смещает равновесие в сторону той реакции, которая приводит к увеличению их концентраций:

Хочу отметить, что ни добавление твердых веществ, ни их измельчение не приводит к смещению равновесия, так как равновесная реакция проходит на границе раздела фаз (твердое-газ, твердое- жидкость) и увеличивая поверность раздела фаз мы ускоряем как прямую, так и обратную реакции.

Влияние других веществ, не участвующих в реакции

  • Прибавление веществ не участвующих в реакции, но взаимодействующих с реагентами или продуктами реакции:

добавление Н2SO4(конц.) (сильное водоотнимающее средство) снижает концентрацию Н2О(ж). Равновесие смещается вправо.

Добавление NaOH снижает концентрацию CH3COOH(ж), так как образуется соль — ацетат натрия. Равновесие смещается влево.

  • Прибавление веществ, несущих одноименный ион.

добавление НCl увеличивает концентрацию ионов H(+). Равновесие

Разбавление усиливает диссоциацию слабых электролитов (закон разбавления Оствальда).

Ниже приведен график зависимости степени диссоциации слабого электролита от его концентрации.

Как видно из графика, с увеличением концентрации степень диссоциации уменьшается и наоборот с уменьшением концентрации, разбавлением — степень диссоциации увеличивается.

Рассмотрим это на примере уксусной кислоты:

для уксусной кислоты концентрацией 0,1 моль/л — степень диссоциации составляет 1,42%, а при разведении ее в 10 раз до концентарции 0,01 моль/л — степень диссоциации уже увеличится до 4,2%.

  • Добавление инертного газа к газовой смеси
Читайте также:  Вычислить осмотическое давление при 290 к раствора сульфата натрия

Здесь инертным можно считать любой газ, не реагирующий с веществами входящими в уравнение реакции.

  • При условии сохранения постоянного объема ( V — const ) – равновесие не смещается, так как не изменяются концентрации газообразных веществ.
  • При условии постоянного давления ( Р -const ) увеличивается объем смеси, что равносильно уменьшению давления в системе и смещению равновесия в сторону образования большего числа моль газа.

Добавление катализатора (ингибитора)

Катализаторы (ингибиторы) не приводят к смещению равновесия, а только ускоряют (замедляют) достижение состояния равновесия.

А теперь давайте рассмотрим некоторые примеры тестовых заданий:

А — повышение давления смещает равновесие в сторону образования меньшего количества моль газов. Смотрим на уравнение реакции и видим, что у нас слева 3 моль газа (Н2) и справа 3 моль газа (Н2О (г)), поэтому равновесие практические не смещается. ( ответ 3 )

Б — добавление катализатора не смещает равновесие. ( ответ 3 )

В — увеличение концентрации паров воды приводит к увеличению концентрации одного из продуктов, поэтому равновесие сместиться в сторону их расходования, то есть в сторону обратной реакции. ( ответ 2 )

Г — измельчение железа, твердого вещества — не смещает равновесие. ( ответ 3 )

А — повышение давления не влияет на смещение равновесия в растворе. ( ответ 3 ).

Б — добавление твердого гидроксида натрия в раствор приведет к его растворению. В растворе гидроксид натрия прореагирует с соляной кислотой. Таким образом равновесие сместится в сторону прямой реакции, так как уменьшается концентрация одного из продуктов реакции. ( ответ 1 )

В — увеличение температуры приводит к усилению гидролиза. ( ответ 1 )

Для реакций гидролиза тепловой эффект реакции могут не указывать, но Вы должны помнить, что гидролиз это эндотермический процесс.

Г — разбавление или увеличение концентрации воды приводит к смещению равновесия в сторону прямой реакции. ( ответ 1)

Третий и последний пример:

А — введение инертного газа при постоянном объеме не влияет на смещение равновесия. ( ответ 3 )

Б — уменьшение концентрации бутадиена смещает равновесие в сторону прямой реакции, так как уменьшается концентрация одного из продуктов. ( ответ 1 )

В — увеличение температуры приводит к смещению равновесия в сторону эндотермической реакции, то есть в сторону прямой реакции. ( ответ 1 )

Г — понижение давления смещает равновесие в сторону образования большего числа моль газа, то есть в сторону прямой реакции, в ходе которой образуется 3 моль газа. ( ответ 1)

А вот некоторые задания для самостоятельного решения:

Источник

Химия ЕГЭ. Почему добавление веществ которых нет в уравнении реакции влияет на смещение равновесия?

Как Вы наверняка знаете, 24 задание — это задание по теме «Химическое равновесие», которое проверяет усвоение понятий «обратимые и необратимые химические реакции», «химическое равновесие», «смещение химического равновесия под действием различных факторов». При выполнении этого задания ученики должны продемонстрировать умение объяснять влияние различных факторов на смещение химического равновесия на основании принципа Ле-Шателье.

С принципом Ле-Шателье Вы наверняка знакомы, вот его формулировка:

Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие (изменить давление, концентрацию веществ или температуру), то равновесие сместится в сторону протекания того процесса, который ослабляет произведенное воздействие.

Вкратце напомню, как влияет изменение перечисленных воздействий на смещение равновесия:

  • повышение давления смещает равновесие в сторону уменьшения количества моль газа (если с обеих сторон количество моль одинаково, то изменение давления, очевидно, не повлияет на смещение равновесия). Давление также не оказывает никакого влияния на реакции в растворах;
  • повышение температуры смещает равновесие в сторону прохождения эндотермической реакции;
  • повышение концентрации одного из исходных веществ смещает равновесие в сторону образования продуктов реакции, а повышение концентрации одного из продуктов сместит равновесие в сторону образования исходных веществ.
Читайте также:  Как сбить давление в домашних условиях для беременных

До егэ 2020 это было рутинное задание, с которым большинство учащихся справлялось более или менее успешно. Но составители в 2020 решили немного усложнить это задание, включив в условие задания добавление веществ, которых нет в уравнении реакции (речь не идет о инертных газах) но которые реагируют с одним или несколькими веществами, входящими в уравнение реакции, тем самым изменяя их концентрацию. Собственно в этом и только в этом состояла сложность 24 задания этого года. Увидеть, что прибавляемое вещество вступает в химическую реакцию с одним из исходных веществ и (или) продуктов изучаемой реакции.

Давайте рассмотрим примерное задание:

Как бы Вы ответили на эти вопросы?

А — увеличение объема сосуда, уменьшает давление, равновесие смещается в сторону исходных веществ (ответ 2 ).

Б — повышение давления, равновесие смещается в сторону продуктов реакции (ответ 1 ).

В — внесение оксида фосфора (V) — как бы Вы ответили на этот вопрос?

Р2О5 — нет в уравнении реакции, почему же его внесение должно влиять на смещение равновесия? Но оно повлияет, да еще как! Давайте проанализируем с каким веществом в реакционной смеси может реагировать оксид фосфора (V), ответ очевиден — с водой (Р2О5 сильное водоотнимающее средство). То есть внесение Р2О5 ведет за собой уменьшение концентрации одного из реагентов (Н2О), и равновесие смещается в строну продуктов реакции (ответ 1 ).

Г — понижение концентрации SO2 смещает равновесие в сторону исходных веществ (ответ 2).

Здесь рассмотрим только пункт Г — добавление гидроксида натрия.

Гидроксид натрия реагирует только с NO2, уменьшая его концентрацию в реакционной системе, поэтому равновесие смещается в сторону прямой реакции (ответ 1 ).

Здесь рассмотрим пункты В и Г.

Пункт В — добавление гидроксида калия равнозначно добавлению ионов ОН- так как это сильный электролит, поэтому равновесие сместится в сторону исходных веществ (ответ 2 ).

Пункт Г — добавление соляной кислоты обратно по влиянию добавлению гидроксида калия, так как ионы ОН- связываются ионами Н+ (соляной кислоты) в малодиссоциированное вещество — воду и поэтому равновесие сместится в сторону продуктов реакции (ответ 1 ).

И еще один, последний пример:

Для такого задания лучше всего записать уравнение диссоциации:

Пунк А — добавление ацетата натрия: СН3СООNa = СН3СОО(-) + Na(+), то есть добавление ацетат иона ( СН3СОО(-)), равновесие смещается в сторону обратной реакции (ответ 2).

Пунк В — добавление газообразного НСl в водный раствор даст нам соляную кислоту: НСl = H(+) + Cl(-), равновесие смещается в сторону обратной реакции (ответ 2).

Пунк Г — разбавление раствора. Разбавление усиливает диссоциацию слабого электролита (закон разбавления Оствальда). То есть, при разбавлении равновесие сместится в сторону прямой реакции (ответ 1).

Как видите, задание не очень сложное и для его успешного выполнения кроме самого принципа Ле-Шателье Вам нужно будет помнить, что:

  • добавление веществ которых нет в уравнении реакции можетвлиятьна смещение химического равновесия;
  • разбавлениеусиливаетдиссоциациюслабыхэлектролитов.

А вот задания для самостоятельного решения:

Источник

Adblock
detector