Напишите выражение константы равновесия и определите, в какую сторону сместиться равновесие при повышении давления,

Question

а) Напишите выражение константы равновесия и определите, в какую сторону сместиться равновесие при повышении давления, температуры в системе С2Н2(г)+Н2(г) ⇆ C2Н4(г).
Ответ обоснуйте. Какими еще воздействиями на систему равновесие можно сместить вправо?
б) Найдите начальные концентрации С2Н2, Н2, если известно,что равновесные концентрации С2Н2, Н2, С2Н4 равны соответственно 2,2, 1,4, 1,1 моль/л, а начальная концентрация С2Н4(г) - 0 моль/л.

Answer 1

а) Принцип Ле-Шателье: равновесие смещается в сторону, уменьшающую воздействие на систему.
Давление в системе прямо пропорционально общей концентрации газа. Поэтому при повышении давления будет смещение равновесия в сторону реакции, в кот. образуется меньше газа.
В данной системе в прямой реакции в закрытом сосуде из 2 моль газа образуется 1 моль газа, т.е. общая конц-я газа снижается, поэтому при повышении давления будет смещение равновесия в сторону прямой реакции, в рез. которой общая конц-я газа уменьшается и давление понижается.
При повышении температуры будет смещение равновесия в сторону эндотерм. реакции, в которой поглощается теплота и температура снижается. Поэтому чтобы определить влияние температуры, необходимо знать тепловой эффект реакции.
ΔНº реакции = ΣΔНºобр. прод. – ΣΔНºобр. исх. в-в
ΔНº реакции = ΔНºобр.C2Н4(г) – ΔНºобр.С2Н2(г)– 3ΔНºобр.Н2(г)
При ст. усл. (Т=298 К, р=1 атм.) ΔНºобр. простых вещ-в (Н2) = 0
ΔНº реакции = 52,3 – 226,75 < 0 - прямая реакция экзотермическая, , поэтому при повышении темп. равновесие сместится в сторону обратной эндотерм. реакции.
(ΔН°обр. - из справ. таблиц термодинамических свойств в-в http://www.novedu.ru/sprav/term-o1.htm)
Можно сместить равновесие вправо, взяв одно из исх. веществ (С2Н2 или Н2) в избытке.
Тогда ускорится прямая реакция, в кот. конц-я этого реагента снижается в рез. превращения его в продукт.
б) Соотношение веществ в реакции 1:1:1, т.е. конц-и всех веществ с момента начала реакции до достижения равновесия изменились на одинаковую величину.
Снач. С2Н4 = 0 моль/л, Сравн. С2Н4 = 1,1 моль/л, ΔС С2Н4 = С равн. – С нач.= +1,1 моль/л,
т.е. конц-я увеличилась на 1,1 моль/л, значит, до достижения равновесия идет преимущественно прямая реакция.
При этом конц-и Н2 уменьшилась на 1,1 моль/л и стала 1,4 моль/л, значит, нач. конц-я Н2 была 1,4+1,1=2,5 моль/л.
Точно так же конц-и С2Н2 уменьшилась на 1,1 моль/л и стала 2,2 моль/л, значит, нач. конц-я С2Н2 была 2,2+1,1=3,3 моль/л.
Можно то же самое записать уравнениями:
ΔС С2Н2 =ΔС Н2 = –1,1 моль/л
С нач. = С равн. – ΔС
С нач. С2Н2 = 2,2 – (–1,1) = 3,3 моль/л
С нач. Н2 = 1,4 – (–1,1) = 2,5 моль/л