Как надо изменить концентрации веществ давление и температуру системы

Упражнение 3. Как надо изменить концентрации веществ, давление и температуру гомогенной системы чтобы сместить равновесие в сторону разложения PCl5? из ГДЗ по химии за 11 класс Габриелян.

Решение задания 3. Как надо изменить концентрации веществ, давление и температуру гомогенной системы чтобы сместить равновесие в сторону разложения PCl5?.

Другие решения на тему Ответы на вопросы

Другие решебники за 11 класс

Ответы на вопросы к учебнику по геометрии Атанасяна за 10-11 класс

Ответы на вопросы к учебнику по геометрии за 11 класс Погорелов

Ответы на вопросы к учебнику по алгебре и началам анализа 11 класс С.А. Шестакова

Ответы на вопросы к учебнику по алгебре и началам анализа за 11 класс Алимов

Ответы на вопросы к учебнику по химии за 11 класс Габриеляна

Ответы на вопросы к учебнику по алгебре и началам анализа за 11 класс Мордковича

Ответы на вопросы к учебнику по физике за 11 класс Мякишева

I. Товар и его свойства. Химическое равновесие. Факторы, влияющие на смещение равновесие

Химическое равновесие. Факторы, влияющие на смещение равновесие. Принцип Ле-Шателье.

Химические реакции по направлению их протекания можно разделить

▪ Необратимые реакции протекают только в одном направлении (реакции ионного обмена с ↑, ↓, мдс, горения и некоторые др.)

Например, AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

▪ Обратимые реакции при одних и тех же условиях протекают в противоположных направлениях (↔).

Состояние обратимой реакции, при котором υ → = υ ← называется химическим равновесием.

Химическое равновесие – динамическое.

Чтобы реакция на химических производствах проходила как можно полнее, необходимо сместить равновесие в сторону продукта. Для того, чтобы определить, как тот или иной фактор изменит равновесие в системе, используют принцип Ле Шателье (1844 г.):

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить t, р, С), то равновесие сместится в ту сторону, которая ослабит это воздействие.

2) при ↑ p (для газов) — в сторону уменьшения объема,

при ↓ р – в сторону увеличения V;

если реакция протекает без изменения числа молекул газообразных веществ, то давление не влияет на равновесие в данной системе.

3) при ↑ t – в сторону эндотермической реакции (- Q),

при ↓ t – в сторону экзотермической реакции (+ Q).

Катализатор не смещает равновесие, но ускоряет его достижение.

Задача 3.Как надо изменить концентрации веществ, давление и температуру гомогенной системы PCl₅ ↔ PCl₃ + Cl₂ – Q , чтобы сместить равновесие в сторону разложения PCl₅ (→)

Задача 4. Как сместиться химическое равновесие реакции 2СО + О₂ ↔ 2СО₂ + Q при

а) повышении температуры;

б) повышении давлении

Ключевой категорией рыночной экономики является товар. Существуют разные подходы к определению сущности данной экономической категории. Но общим для них является следующее.

В каком случае дары природы, присваиваемые человеком, или полезные продукты, являющиеся результатом его труда становятся товаром? Только в том случае одно благо становится товаром, если оно вовлекается в процесс обмена на другие блага.

Таким образом, товар – это все экономические блага, которые предназначены для обмена, купли-продажи.

Товар обладает следующими свойствами:

1. Способность удовлетворять какую-либо человеческую потребность (потребительская стоимость– по Марксу).

Каждый товар обладает потребительской стоимостью. Она удовлетворяет потребности не только самого его создателя, но и других людей, т.е. является общественной потребительской стоимостью. А самого товаропроизводителя она интересует лишь потому, что связана со вторым свойством товара – способностью обмениваться на другие товары.

2. Способность товара обмениваться на другие товары в определенной количественной пропорции (меновая стоимость).

В меновой стоимости проявляется стоимость. Что же такое стоимость?

Вопрос о том, что лежит в основе обмена и определяет количественную пропорцию, в которой один товар обменивается на другой, впервые поставил Аристотель.

В дальнейшем разные экономисты отвечали на него по-разному. В экономической литературе сложилось несколько альтернативных подходов при определении стоимости товара.

Теория трудовой стоимости (А. Смит, Д. Риккардо, К. Маркс).

В соответствии с теорией трудовой стоимости единственным источником стоимости товара являются затраты труда.

Для понимания стоимости чрезвычайно важное значение имеет теория двойственного характера труда. По Марксу труд одновременно выступает в конкретной и абстрактной формах.

Конкретный труд – это труд, которым создается конкретная вещь (хлеб, костюм, сапоги, велосипед и т.д.), то есть определенная потребительная стоимость. Изготовление каждой такой вещи – это конкретный технологический процесс (сбор лесных ягод, выпечка хлеба, отливка металла или постройка дома). Это труд определенного вида, который характеризуется применением определенных орудий и предметов труда, набором определенных производственных операций, профессиональными навыками работника.

Абстрактный труд – это расходование человеком физической или умственной энергии, которое характерно для любого вида трудовой деятельности независимо от его конкретных результатов. Поэтому можно сказать, что абстрактный труд – это человеческий труд вообще безотносительно к конкретной форме его проявления. Этот абстрактный труд, затраты которого необходимы для создания любого продукта, позволяет соизмерять разные по своей потребительной полезности результаты конкретного труда. Другими словами именно абстрактный труд создает стоимость, которая проявляется при обмене товаров как меновая стоимость, присущая каждому товару.

Величина стоимости товара измеряется количеством заключенного в нем труда. Естественной мерой труда служит рабочее время: час, день, неделя и т.д. Время, которое затрачивается отдельным работником на производство какого-либо товара, называется индивидуальным рабочим временем или индивидуальными затратами труда. Но величина стоимости товара определяется не индивидуальными, а общественно необходимыми затратами труда или рабочего времени: «Общественно необходимое рабочее время есть то рабочее время, которое требуется для изготовления какой-либо потребительной стоимости при наличных общественно нормальных условиях производства и при среднем в данном обществе уровне умелости и интенсивности труда». Общественно нормальными (или типичными) условиями производства являются те, при которых создается подавляющая часть товаров данного вида. Это, как правило, средние условия. Только в этих условиях производитель, обладающий средней умелостью и работающий со средней интенсивностью, за час труда создает стоимость, равную одному общественно необходимому часу. Если производственные условия не соответствуют общественно нормальным (лучше или хуже их) или если умелость работника и интенсивность его труда выше или ниже установившейся в обществе средней величины, то в этом случае созданная им за час труда величина стоимости будет соответственно больше или меньше.

Читать еще: Высокое давление от погоды

Иначе говоря, более производительный труд за данное время всегда создаст большую стоимость, чем менее производительный. Общественно необходимые затраты труда выступают в роли своеобразного общественного норматива, который проявляется на рынке и в который товаропроизводители должны укладываться. Лишние затраты индивидуального труда не признаются обществом, отсекаются им, следовательно, не создают стоимости. На рынке никто не будет оплачивать фактические затраты труда, превышающие те, в которые обходится производство основного количества товаров данного вида.

Сущность закона стоимости заключается в том, что обмен товаров совершается в соответствии с количеством общественно необходимого труда, затраченного на их производство. Иначе говоря, закон стоимости означает, что товары обмениваются друг на друга по стоимости, содержащей одинаковое количество общественно необходимого труда. Купля-продажа товаров по такому эквиваленту выступает как закон. Стоимость есть лишь основа, вокруг которой колеблются цены в зависимости от изменения соотношения между спросом и предложением.

Итак, согласно трудовой теории стоимости стоимость создается в процессе производства, а проявляется на рынке в виде цены, то есть теория трудовой стоимости отражала позицию продавца, но не учитывала позицию потребителя.

Другой подход принимает во внимание полезность блага для потребителя. Этот подход получил название теории предельной полезности (К. Менгер, Е. Бем-Баверк, Ф. Визер).

Покупатель, приобретая товар, в первую очередь оценивает его полезный эффект, а не затраты на его производство. Поэтому цена товара – результат не труда, а индивидуальных оценок потребителей.

Чем же определяется цена товара, то есть ценность блага для потребителя?

С одной стороны, благо становится ценным для потребителя, обладает полезностью при удовлетворении его потребностей.

С другой стороны, ценность блага определяется его количеством. Для образования ценности необходимо, чтобы с полезностью соединялась редкость, так как ценность предполагает именно ограниченность количества вещей, отсутствие ценности предполагает избыток их.

Можно сказать, что чем меньше количество данного блага по сравнению с потребностью, тем выше полезность и цена последней его части и тем выше ценность всего количества данного блага, и наоборот.

Наблюдения показывают, что напряженность потребности убывает по мере удовлетворения потребности вплоть до ее полного исчезновения. Вследствие этого и полезность блага, его цена также должны убывать как функция количества. Если разделить благо на соответствующее количество частей и рассмотреть каждую часть саму по себе, в отрыве от других, то ясно, что первая часть служит удовлетворению первой, наиболее напряженной степени потребности; вторая — второй, менее напряженной и менее ценной потребности, и т.д. По мере уменьшения степени напряженности в удовлетворении потребности полезность и цена каждой последующей единицы становятся все меньше по сравнению с предыдущей. Таков принцип убывающей полезности. Последняя, или конечная, полезность есть полезность последней наличной части блага.

На основе такого подхода теория предельной полезности объясняла сформулированный А. Смитом так называемый парадокс ценности (парадокс Смита), согласно которому польза от воды огромна, но ценность – ничтожна, и в то же время бриллиант (алмаз), который не имеет никакой практической ценности, имеет высокую цену. Именно ограниченность запасов блага с точки зрения теоретиков предельной полезности объясняет данный парадокс, поскольку ценность блага определяется. Поэтому ответ на поставленный А. Смитом вопрос может быть таким: вода относительно изобильна, а бриллианты – редки. Ценность воды и бриллианта определяется их предельной полезностью. Из-за того, что воды в мире много, ее предельная полезность (определяемая последним стаканом воды) очень мала. У бриллиантов, которые относительно редки, предельная полезность намного выше.

1.4.4. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов.

Обратимые и необратимые химические реакции

Химические реакции бывают обратимые и необратимые.

Необратимыми реакциями называют такие реакции, которые идут только в одном (прямом →) направлении:

т.е. если некоторая реакция A + B = C + D необратима, это значит, что обратная реакция C + D = A + B не протекает.

Обратимые реакции – это такие реакции, которые идут как в прямом, так и в обратном направлении (⇄):

т.е., например, если некая реакция A + B = C + D обратима, это значит, что одновременно протекает как реакция A + B → C + D (прямая), так и реакция С + D → A + B (обратная).

По сути, т.к. протекают как прямая, так и обратная реакции, реагентами (исходными веществами) в случае обратимых реакций могут быть названы как вещества левой части уравнения, так и вещества правой части уравнения. То же самое касается и продуктов.

Однако, условно принято считать, что реагентами в каждом конкретном уравнении обратимой реакции являются те вещества, которые записаны в его левой части, а продуктами – те, что записаны в правой, т.е.:

Читать еще: История болезни больного с мерцательной аритмией

Для любой обратимой реакции возможна ситуация, когда скорость прямой и обратной реакций равны. Такое состояние называют состоянием равновесия.

В состоянии равновесия концентрации как всех реагентов, так и всех продуктов неизменны. Концентрации продуктов и реагентов в состоянии равновесия называют равновесными концентрациями.

Смещение химического равновесия под действием различных факторов

Вследствие таких внешних воздействий на систему, как изменение температуры, давления или концентрации исходных веществ или продуктов, равновесие системы может быть нарушено. Однако после прекращения этого внешнего воздействия система через некоторое время перейдет в новое состояние равновесия. Такой переход системы из одного равновесного состояния в другое равновесное состояние называют смещением (сдвигом) химического равновесия.

Для того чтобы уметь определять, каким образом сдвигается химическое равновесие при том или ином типе воздействия, удобно пользоваться принципом Ле Шателье:

Если на систему в состоянии равновесия оказать какое-либо внешнее воздействие, то направление смещения химического равновесия будет совпадать с направлением той реакции, которая ослабляет эффект от оказанного воздействия.

Влияние температуры на состояние равновесия

При изменении температуры равновесие любой химической реакции смещается. Связано это с тем, что любая реакция имеет тепловой эффект. При этом тепловые эффекты прямой и обратной реакции всегда прямо противоположны. Т.е. если прямая реакция является экзотермической и протекает с тепловым эффектом, равным +Q, то обратная реакция всегда эндотермична и имеет тепловой эффект, равный –Q.

Таким образом, в соответствии с принципом Ле Шателье, если мы повысим температуру некоторой системы, находящейся в состоянии равновесия, то равновесие сместится в сторону той реакции, при протекании которой температура понижается, т.е. в сторону эндотермической реакции. И аналогично, в случае, если мы понизим температуру системы в состоянии равновесия, равновесие сместится в сторону той реакции, в результате протекания которой температура будет повышаться, т.е. в сторону экзотермической реакции.

Например, рассмотрим следующую обратимую реакцию и укажем, куда сместится ее равновесие при понижении температуры:

Как видно из уравнения выше, прямая реакция является экзотермической, т.е. в результате ее протекания выделяется тепло. Следовательно, обратная реакция будет эндотермической, то есть протекает с поглощением тепла. По условию температуру понижают, следовательно, смещение равновесия будет происходить вправо, т.е. в сторону прямой реакции.

Влияние концентрации на химическое равновесие

Повышение концентрации реагентов в соответствии с принципом Ле Шателье должно приводить к смещению равновесия в сторону той реакции, в результате которой реагенты расходуются, т.е. в сторону прямой реакции.

И наоборот, если концентрацию реагентов понижают, то равновесие будет смещаться в сторону той реакции, в результате которой реагенты образуются, т.е. сторону обратной реакции (←).

Аналогичным образом влияет и изменение концентрации продуктов реакции. Если повысить концентрацию продуктов, равновесие будет смещаться в сторону той реакции, в результате которой продукты расходуются, т.е. в сторону обратной реакции (←). Если же концентрацию продуктов, наоборот, понизить, то равновесие сместится в сторону прямой реакции (→), для того чтобы концентрация продуктов возросла.

Влияние давления на химическое равновесие

В отличие от температуры и концентрации, изменение давления оказывает влияние на состояние равновесия не каждой реакции. Для того чтобы изменение давления приводило к смещению химического равновесия, суммы коэффициентов перед газообразными веществами в левой и в правой частях уравнения должны быть разными.

Т.е. из двух реакций:

изменение давления способно повлиять на состояние равновесия только в случае второй реакции. Поскольку сумма коэффициентов перед формулами газообразных веществ в случае первого уравнения слева и справа одинаковая (равна 2), а в случае второго уравнения – различна (4 слева и 2 справа).

Отсюда, в частности, следует, что если среди и реагентов, и продуктов отсутствуют газообразные вещества, то изменение давления никак не повлияет на текущее состояние равновесия. Например, давление никак не повлияет на состояние равновесия реакции:

Если же слева и справа количество газообразных веществ различается, то повышение давления будет приводить к смещению равновесия в сторону той реакции, при протекании которой объем газов уменьшается, а понижение давления – в сторону той реакции, в результате которой объем газов увеличивается.

Влияние катализатора на химическое равновесие

Поскольку катализатор в равной мере ускоряет как прямую, так и обратную реакции, то его наличие или отсутствие никак не влияет на состояние равновесия.

Единственное, на что может повлиять катализатор, — это на скорость перехода системы из неравновесного состояния в равновесное.

Воздействие всех указанных выше факторов на химическое равновесие сведено ниже в таблицу-шпаргалку, в которую поначалу можно подглядывать при выполнении заданий на равновесия. Однако же пользоваться на экзамене ей не будет возможности, поэтому после разбора нескольких примеров с ее помощью, ее следует выучить и тренироваться решать задания на равновесия, уже не подглядывая в нее:

Обозначения: T – температура, p – давление, с – концентрация, ↑ — повышение, ↓ — понижение

Как надо изменить концентрации веществ давление и температуру системы

Укажите, как повлияет:

а) повышение давления;

б) повышение температуры;

в) увеличение концентрации кислорода на равновесие системы:

а) Изменение давления смещает равновесие реакций с участием газообразных веществ (г). Определим объёмы газообразных веществ до и после реакции по стехиометрическим коэффициентам:

По принципу Ле Шателье, при увеличении давления , равновесие смещается в сторону образовани я веществ, занимающих меньший о б ъ ём, следовательно равновесие сместится вправо, т.е. в сторону образования СО₂, в сторону прямой реакции (→) .

Читать еще: Если давление обеих руках разное давление

б) По принципу Ле Шателье, при повышении температуры , равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (- Q ), т.е. в сторону обратной реакции – реакции разложения СО₂ (←) , т.к. по закону сохранения энергии:

Q — 2 CO (г) + O ₂ (г) ↔ 2 CO ₂ (г) + Q

в) При увеличении концентрации кислорода равновесие системы смещается в сторону получения СО₂ (→) т.к. увеличение концентрации реагентов (жидких или газообразных) смещает в сторону продуктов, т.е. в сторону прямой реакции.

Пример 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе:

если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [ SO ₂ ]= a , [О ₂ ] = b , [ SO ₃ ] = с. Согласно закону действия масс скорости v прямой и обратной реакции до изменения объема:

После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [ SO ₂ ] = 3 а , [О ₂ ] = 3 b ; [ SO ₃ ] = 3 с . При новых концентрациях скорости v ’ прямой и обратной реакции:

Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной – только в девять раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования SO ₃ .

Пример 2. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 о С, если температурный коэффициент реакции равен 2.

Решение. Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле:

Следовательно, скорость реакции ν Т ₂ при температуре 70 о С больше скорости реакции ν Т ₁ при температуре 30 о С в 16 раз.

Пример 3. Константа равновесия гомогенной системы:

при 850 о С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО] _исх =3 моль/л, [Н ₂ О] _исх = 2 моль/л.

Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей постоянно и называется константой равновесия данной системы:

В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение К _р входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [СО ₂ ] _р = х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По столько же молей ( х моль/л) СО и Н ₂ О расходуется для образования по х молей СО ₂ и Н ₂ . Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ:

Зная константу равновесия, находим значение х , а затем исходные концентрации всех веществ:

Таким образом, искомые равновесные концентрации:

[СО] _р = 3 – 1,2 = 1,8 моль/л;

Пример 4. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе

2CO _(г) + O_{2 (г)} ↔ 2CO_{2 (г)} составляли: [CO] = 0,2 моль/л, [O₂] = 0,32 моль/л, [CO₂] = 0,16 моль/л. Определить константу равновесия при этой температуре и исходные концентрации CO и O₂, если исходная смесь не содержала СО₂.

1). Так как в условии задачи даны равновесные концентрации, то константа равновесия равна 2:

2). Если исходная смесь не содержала СО₂, то на момент химического равновесия в системе образовалось 0,16 моль СО₂.

На образование 0,16 моль СО₂ затрачено:

υ_{исходное} = υ_{прореагировавшее} + υ_{равновесное}

υ_{исходное} (СО)=0,16 +0,2 = 0,36 моль

Пример 5. Определить равновесную концентрацию HI в системе

если при некоторой температуре константа равновесия равна 4, а исходные концентрации H₂ , I₂ и HI равны, соответственно, 1, 2 и 0 моль/л.

Решение. Пусть к некоторому моменту времени образовалось x моль/л HI

Решая это уравнение, получаем, что равновесная концентрация HI равна 1,33 моль/л.

Пример 6. Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению:

PCl ₅ (г) = РС l ₃ (г) + С l 2 (г); Δ Н = + 92,59 кДж.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции – разложения PCl ₅ ?

Решение. Смещением или сдвигом химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесно, определяется по принципу Ле Шателье: а) так как реакция разложения PCl ₅ эндотермическая ( Δ Н > 0) то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру; б) так как в данной системе разложение РСl ₅ ведет к увеличению объема (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещения равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации РС l ₅ , так и уменьшением концентрации РСl ₃ или Сl ₂ .