Знаємо, розуміємо. Відповіді сторінка
Знаємо, розуміємо. Відповіді сторінка 58
1.Чим оборотні реакції відрізняються від необоротних?
- Оборотні реакції відбуваються одночасно у двох протилежних напрямках — оберненому та прямому
- необоротні реакції лише в одному напрямку (до повної витрати одного з реагентів)
2. Що в рівнянні оборотної реакції означає ліва частина, а що — права?
- Ліва частина означає взаємодію взятих для оборотної реакції — це пряма реакція
- права — взаємодію утворюваних продуктів реакції — це зворотна реакція
3. Чому стан хімічної рівноваги в оборотних реакціях дістав назву "динамічний стан"?
У стані хімічної рівноваги процеси утворення хімічних сполук та їхнього розпаду в прямих та зворотних реакціях, відповідно, зрівноважені. Оскільки швидкості протікання реакцій в прямому й зворотному напрямку ненульові, то хімічна рівновага є різновидом динамічної рівноваги.
4. Під впливом яких чинників зміщується хімічна рівновага оборотних реакцій?
Хімічна рівновага зміщується в ту чи іншу сторону при зміні будь-якого з наступних параметрів:
- температури системи, тобто при її нагріванні або охолодженні
- тиску в системі, тобто при її стисненні або розширенні
- концентрації одного з учасників оборотної реакції
5. На які оборотні реакції тиск впливає, а на які — ні? Як зміщується рівновага тих оборотних реакцій, рівновагу яких можна зміщувати під впливом тиску?
- Тиск впливає на оборотні реакції, якщо реагенти та продукти реакції перебувають у газоподібному агрегатному стані.
- Тиск не впливає на стан рівноваги оборотних реакцій якщо у процесі реакцій об’єми газоподібних речовин не змінюються
Підвищення тиску зміщує рівновагу оборотної реакції в бік утворення менших об’ємів речовин, а зниження — у бік утворення більших об’ємів
6. Як зміщується рівновага оборотних реакцій зі зміною концентрації:
- а) реагенту - підвищення вмісту (концентрації) реагентів зміщує рівновагу оборотних реакцій у напрямку прямої реакції, тобто утворення продуктів реакції
- б) продукту реакції - підвищення вмісту (концентрації) продуктів реакції зміщує рівновагу оборотних реакцій у напрямку зворотної реакції, тобто утворення реагентів
7. Як зміна температури позначається на ендотермічних та екзотермічних оборотних реакціях?
При підвищенні температури системи, в якій можлива хімічна реакція, згідно з принципом Ле Шательє - Брауна посилюється процес, що супроводжується поглинанням теплоти, тобто рівновага зміщується в бік ендотермічної реакції. Вплив температури буде позначатися на константі рівноваги хімічної реакції тим сильніше, чим більше за абсолютною величиною тепловий ефект.
Застосовуємо. Сторінка 59
1. Укажіть рівняння оборотних реакцій, рівновагу яких можна зміщувати у бік утворення продуктів реакції за допомогою збільшення тиску.
- А Н2 + І2 ⇄ 2НІ
- Б 3O2 ⇄ 2O3
- В С2Н4 + Н2 ⇄ С2Н6
2. Як вплине збільшення концентрації вуглекислого газу на перебіг оборотної реакції:
СO + Н2O = СO2+Н2O
Хімічна рівновага зміститься в бік зворотної реакції.
3. Як вплине підвищення температури на стан рівноваги в реакціях:
- 2SO2 + O2 ⇄ 2SO3; ∆Н = –192 кДж - хімічна рівновага зміститься в бік зворотної реакції
- Fe3O4 + 4CO ⇄ 3Fe + 4CO2; ∆Н = +43,7 кДж - хімічна рівновага зміститься в бік прямої реакції
4. Доберіть умови, за яких можна змістити хімічну рівновагу оборотної реакції в напрямку прямої реакції.
СO2 (газ) + Н2 (газ) ⇌ СО(газ) + Н2O(газ); ∆Н = — 41 кДж
- А підвищити тиск
- Б знизити температуру
- В зменшити концентрацію чадного газу
- Г збільшити концентрацію водню
- правильна
- правильна
5. Скористайтеся навчальним матеріалом параграфа і висловите судження про значення принципу Ле Шательє в керуванні хімічними процесами на виробництвах.
За розглянутою у параграфі оборотною реакцією між азотом і воднем здійснюється промислове виробництво амоніаку. Він необхідний у великій кількості для виробництва інших речовин. Здавалося б, сировини для такого виробництва достатньо, адже повітря на 78 % складається з азоту, водень можна добути, розкладаючи електричним струмом воду, а також деякими іншими способами. Проте цю нескладну, на перший погляд, реакцію майже 100 років не могли здійснити у промислових масштабах. А все тому, що вона каталітична, екзотермічна, оборотна. Пошуки умов синтезу амоніаку проводилися з метою з’ясувати, яку речовину можна застосувати як каталізатор, що прискорюватиме реакцію, а сам не взаємодіятиме з воднем, азотом, амоніаком; який тиск створювати й підтримувати в колоні синтезу — основному апараті виробництва амоніаку; яка температура є оптимальною для прискорення швидкості хімічної реакції й допустимою для того, щоб рівновага цієї екзотермічної оборотної реакції не була суттєво зміщена в напрямку зворотної реакції. Це було не просте завдання, тому його розв’язання й тривало так довго. За розроблення наукових основ виробництва амоніаку з урахуванням принципу Ле Шательє німецькому вченому Фріцу Габеру (1868-1934) була присуджена у 1918 р. Нобелівська премія з хімії.
Промислове отримання аміаку з атмосферного азоту має величезне значення для сучасної цивілізації. Азот - дуже інертна речовина і його сполуки у вигляді корисних копалин (селітри) зустрічаються дуже рідко. Водночас рослини потребують азот, тому сучасне сільське господарство вимагає інтенсивного застосування все більшої кількості азотних добрив, які роблять на основі аміаку. Також аміак служить сировиною для виробництва азотної кислоти, а вже за участю HNO3 здійснюються багато інших найважливіших промислових процесів - від отримання ліків і вибухових речовин до перероблення ядерного палива.