Тема урока: Факторы, влияющие на смещение химического равновесия (концентрация реагентов, температура, давление и). Принцип Ле Шателье. Роль смещения химического равновесия в увеличении выхода продукта в химической промышленности Л. О. 1 Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ

Состояние химического равновесия обратимой реакции сохраняется при неизменных условиях (концентрация, температура и давление), но стоит только хотя изменить хотя бы одно из условий протекания реакции, как равновесие быстро перейдет в другое состояние, соответствующее новым условиям.

Переход реакции из одного равновесного состояния в другое равновесное состояние, отвечающее изменившимся условиям, называют смещением равновесия

Принцип Ле Шателье Если изменить одно из условий, при которых реакция находится в состоянии равновесия (концентрация, температура или давление), то равновесие сместится в направлении той реакции, которая сместится в направлении той реакции, которая противодействует этому изменению

Ле Шателье Анри Луи Французский физикохимик и металловед. Сформулировал (1884) общий закон смещения термодинамического равновесия (принцип Ле Шателье). Исследовал процессы, происходящие при высоких температурах, металлические сплавы, сконструировал металлографический микроскоп ( )

Изменение концентрации При увеличении концентрации одного из веществ (исходное или продукт) равновесие смещается в сторону его расходования увеличении концентрации одного из веществ I 2 или H 2 I 2(пары) + H 2 2H I увеличении концентрации H I

Изменение концентрации При уменьшении концентрации вещества равновесие смещается в сторону его образования уменьшение концентрации IH I 2(пары) + H 2 2IH уменьшение концентрации I 2 или H 2

В обратимых гетерогенных реакциях введение дополнительной массы твердого вещества не влияет на состояние равновесия t CaCO3(тв.) СaO(тв.) + CO2 (г)

Изменение температуры Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции (так как она протекает с поглощением теплоты), а понижение – в направлении экзотермической реакции (так как она протекает с выделением теплоты) понижение температуры Экзотерм. N 2 + 3H 2 2NH 3 + Q Эндотерм. повышение температуры

Изменение давления Сжимаемы только газообразные вещества, поэтому изменением давления можно смещать равновесие в реакциях, где хотя бы одно вещество находится в газообразном состоянии и изменяется число молекул газообразных веществ

Изменение давления Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, протекающей с образованием меньшего числа молекул газообразных веществ, а понижение давления – в сторону реакции, протекающей с образованием большего числа молекул газообразных веществ повышение давления N 2 + 3H 2 2NH 3 1 молекула +3 молекулы > 2 молекулы 4 молекулы > 2 молекул понижение давления

Изменение давления Если реакция протекает без изменения числа молекул газообразных веществ, то изменение давления не влияет на состояние равновесия этой системы, так как давление в системе не изменяется I 2(пары) + H 2 2IH 1 молекула +1 молекулы = 2 молекулы 2 молекулы = 2 молекул

Введение катализатора Введение в реакцию катализатора не влияет на состояние химического равновесия, так как катализатор снижает энергию активации прямой и обратной реакций на одну и туже величину, следовательно он в одинаковой степени изменяет скорость как прямой, так и обратной реакции. Катализатор только ускоряет достижение химического равновесия

Роль смещения химического равновесия в увеличении выхода продукта в химической промышленности

Применение принципа Ле Шателье к обратимым химическим реакциям позволяет управлять химическими процессами

Производство серной кислоты контактным способом Химизм производства серной кислоты состоит из трех стадий: 1)Получение оксида серы (IV); 2)Каталитического окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI); 3)Образование серной кислоты из оксида серы (VI)

Рассмотрим вторую стадию получения серной кислоты: Каталитическое окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) Реакция между оксида серы (IV) и кислородом экзотермическая и равновесная. 2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q Задание: В соответствии с принципом Ле Шателье смещению равновесия в сторону образования SO 3 способствует: а) повышение температуры; б) понижение температуры; в) понижение давления; г) повышение давления Правильные ответы: б) понижение температуры; г) повышение давления

Рассмотрим Производство аммиака Реакция синтеза NH 3 экзотермическая, обратимая и протекает с уменьшение объема N 2 + 3H 2 2NH 3 + Q Задание: В соответствии с принципом Ле Шателье смещению равновесия в сторону образования NH 3 способствует: а) повышение температуры; б) понижение температуры; в) понижение давления; г) повышение давления Правильные ответы: б) понижение температуры; г) повышение давления

Л. О. 1 Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ Влияние изменения концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие исследуем на примере реакции между хлоридом железа (III) и роданидом калия: FeCL 3 + 3KSCN Fe(SCN) KCL 3+ - Fe + 3SCN Fe(SCN) 3

Л. О. 1 Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ Красное окрашивание роданида железа (III) позволяет следить за сдвигом химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ.

Описание опыта 1 Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ 1. Смешайте приблизительно по 3 см 0,5 - 1 % ный раствор хлорида железа(III) и роданида калия 2. Разлейте полученный раствор по четырем пробиркам 3. В первую пробирку добавьте 2-3 капли концентрированного раствора хлорида железа(III); во вторую капли концентрированного роданида калия; в третью насыпьте немного твердого хлорида калия и встряхните пробирку несколько раз, чтобы ускорить растворение соли 4. Сравните окраску растворов в этих трех пробирках с окраской исходного раствора в четвертой пробирке

Л. О. 1 Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ Напишите выражение для константы химического равновесия данной реакции. Укажите, как изменилась концентрация роданида железа (III) в каждой из трех пробирок, и объясните происходящие изменения, исходя из принципа Ле Шателье. Укажите направление смещения равновесия, а также оформите результаты согласно предложенной таблице:

Л. О. 1 Смещение химического равновесия при изменении концентрации реагирующих веществ пробирки Что добавлено Изменение интенсивности окраски Направление смещения равновесия (вправо, влево) 1FeCL 3 конц. раствор 2KSCN конц. раствор 3 твердый KCL 4 Исходный раствор

Дом. Задание : параграф 17, задание 2 стр. 101