Решаем сложные задачи по химии (с использованием константы равновесия)
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (11 класс) на тему
Равновесие во многих системах, в том числе и в растворах электролитов, можно количественно описать с помощью константы равновесия. Многие школьники испытывают трудности при решении задач с использованием понятий « константа равновесия». В данном материале рассматривается решение задач с использованием константы равновесия.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 25.77 КБ |
Предварительный просмотр:
РЕШАЕМ СЛОЖНЫЕ ЗАДАЧИ
( с использованием константы равновесия)
Равновесие во многих системах, в том числе и в растворах электролитов, можно количественно описать с помощью константы равновесия. Многие школьники испытывают трудности при решении задач с использованием понятий « константа равновесия», « константа диссоциации слабого электролита» и т.п. Попробуем рассмотреть решение задач на равновесие, переходя от решения простых задач к решению более сложных.
- Задача 1.
В системе А(г) + 3В(г) = 2С(г) , равновесные концентрации равны :
[А] = 0,03 моль/л, [В] = 0,10 моль/л, [С] = 0,40 моль/л. Найдите исходные концентрации веществ А и В и рассчитайте константу равновесия.
Решение:
Константа равновесия для данной реакции выражается уравнением:
р
Подставляем в него данные задачи, получаем:
Кр = 5333
Для нахождения исходных концентраций веществ А и В запишем данные задачи в виде таблицы (так будет нагляднее):
А | В | С | |
Было ( исходные концентрации) | Х моль/л | У моль/л | 0 моль/л |
Прореагировало (исходя из уравнения реакции) | ?? моль/л 0,2 моль/л | ?? моль/л 0,6 моль/л | ?? моль/л 0,4 моль/л |
Осталось или образовалось (равновесные концентрации) | 0,03 моль/л | 0,1 моль/л | 0,4 моль/л |
Предположим, что исходные концентрации веществ [А]0 и [В]0 соответственно равны Х моль/л и У моль/л. Зная, что исходная концентрация вещества [С]0 = 0 моль/л (С – это продукт реакции, которого изначально быть не могло ), мы можем найти сколько моль вещества С прореагировало в результате реакции в каждом литре системы : 0,4 – 0 = 0,4 моль. А так как по уравнению реакции из 1 моль вещества А и 3 моль вещества В образуется 2 моль вещества С, можно вычислить сколько моль А и В прореагирует в каждом литре системы:
А + 3В = 2С ( все вещества – газообразны):
1 3 2 (по уравнению)
? ? 0,4 (по условию)
Находим ? для вещества А: 0,2 моль и ? для вещества В : 0,6 моль и вписываем в строку « Прореагировало» таблицы. Осталось посчитать исходные концентрации веществ А и В (складываем «прореагировало» и «осталось», так как ищем сколько «было»):
[А]0 = Х = 0,03 + 0,2 = 0,23 моль/л
[В]0 = У = 0,1 + 0,6 = 0,7 моль/л
- Ответ: [А]0 = 0,23 моль/л; [В] 0= 0,7 моль/л; Кр = 5333
- Задача 2.
Исходные концентрации СО и паров воды равны и составляют 0,03 моль/л.
В системе СО + Н2О = СО2 + Н2 вычислите равновесные концентрации СО;
Н2О; Н2 , если равновесная концентрация [СО2 ] равна 0,01 моль/л. Вычислите константу равновесия.
Решение:
Запишем данные задачи в виде таблицы:
СО | Н2О | СО2 | Н2 | |
Было | 0,03 | 0,03 | 0 | 0 |
Прореагировало | Х 0,01 | У 0,01 | 0,01 | ? 0,01 |
Осталось | 0,02 | 0,02 | 0,01 | 0,01 |
Т. к. исходная концентрация [СО2 ]0 = 0 моль/л, а равновесная - 0,01 моль/л, то прореагировало : 0,01 – 0 = 0,01 моль/л.
Найдем по уравнению реакции сколько моль веществ СО, Н2О и Н2 прореагировало в каждом литре системы:
Х У 0,01 ?
СО + Н2О = СО2 + Н2 х = 0,01 моль/л, у = 0,01 моль/л, ? = 0,01 моль/л.
1 1 1 1
Полученные данные вписываем в таблицу в строку « Прореагировало».
Теперь можно найти равновесные концентрации:
[СО] = 0,03 – 0,01 = 0,02 моль/л
[Н2О] = 0,03 – 0,01 = 0,02 моль/л
[Н2] = 0 + 0,01 = 0,01 моль/л
(Концентрации вступивших в реакцию веществ в процессе прямой реакции уменьшаются, поэтому численные значения концентраций вступивших в реакцию веществ вычитаем, а концентрации продуктов реакции – увеличиваются, следовательно – их концентрации складываем.)
Константа равновесия для данной системы: Кр
Подставляем полученные данные в Кр:
Кр = = 0,25
- Ответ: Кр =0,25; [СО] =[Н2О] = 0,02 моль/л; [Н2] = 0,01моль/л.
- Задача 3.
Определите равновесную концентрацию водорода в системе 2НI = Н2 + I2 , если исходная концентрация [НI] = 0,05 моль/л, а Кр = 0,02.
Решение:
Представим данные задачи в виде таблицы:
HI | H2 | I2 | |
Было | 0,05 | 0 | 0 |
Прореагировало | 2х | х | х |
Осталось | 0,05 - 2х | х | х |
Предположим, что в каждом литре системы в реакцию вступило 2х моль вещества НI. Согласно уравнению реакции из 2 моль вещества НI образуется по 1 моль Н2 и I2, следовательно из 2х моль НI образуется по х моль Н2 и I2
( запишем в таблицу ). Тогда равновесные концентрации веществ равны:
[HI] = ( 0,05 – 2х ) моль/л
[H2] = ( 0 + х ) = х моль/л
[I2] = ( 0 + х ) = х моль/л
Подставив полученные данные в выражение константы равновесия, получаем:
или
= 0,14
Решаем уравнение и находим х:
Х = 0,0055
Таким образом , в реакции участвовало (прореагировало) по 0,0055 моль/л веществ Н2 и I2 , а равновесная концентрация [Н2] = 0 + 0,0055 = 0,0055 моль/л
- Ответ: [Н2] = 0,0055 моль/л.
- Задача 4.
В равновесной смеси 2CH4 = C2H2 + 3H2 концентрация метана составляет
3 моль/л. Считая, что превращению подверглось только 25% исходного количества метана, определите константу равновесия. Вычислите константу равновесия для этой реакции, записанной в форме СН4 = 0,5С2Н2 + 1,5Н2
Решение:
Равновесная концентрация метана [СН4] =3 моль/л. Предположим, что в 1 л. системы было Х моль СН4. Зная, что превращению подверглось 25% исходного количества метана, т.е. 0,25Х моль, и , зная равновесную концентрацию метана, можно составить математическое уравнение:
Х – 0,25Х = 3
Х = 4 или 4 моль/л - это начальная концентрация метана.
Представим данные задачи в виде таблицы:
СН4 | С2Н2 | Н2 | |
Было | 4 | 0 | 0 |
Прореагировало | 1 | У | Z |
Осталось | 3 | 0 +У | 0 + Z |
По уравнению реакции находим У и Z:
1 У Z
2CH4 = C2H2 + 3H2
2 1 3
Следовательно: У = 0,5 моль и Z = 1,5 моль.
Находим равновесные концентрации и константу равновесия:
[С2Н2] = 0,5 моль/л; [Н2] = 1,5 моль/л.
Кр = =0,1875 --- для системы : 2CH4 = C2H2 + 3H2
Кр1= = 0,433 --- для системы : СН4 = 0,5С2Н2 + 1,5Н2
- Ответ: Кр = 0,1875; Кр1 = 0,433.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2013/07/14/picture-273546-1373798209.jpg)
Формирование умений учащихся решать расчётные задачи по химии.
Умение учащихся решать расчетные задачи является одним из главных умений при изучении курса химии....
![](/sites/default/files/pictures/2013/11/05/picture-217268-1383671562.jpg)
Элективный курс по математике "Учимся решать сложные задачи"
Рабочая программа элективного курса по математике для подготовки к ГИА в 9 классе....
Решаем задачи по химии
кружок...
![](/sites/default/files/pictures/2014/01/20/picture-384949-1390237833.jpg)
Статья Учимся решать задачи по химии.
Автор делится опытом решения задач 8 класса "на расчеты по уравнению реакции"....
![](/sites/default/files/pictures/2014/01/20/picture-384949-1390237833.jpg)
Учимся решать задачи по химии.
Автор делится опытом решения задач "на расчеты по уравнению реакции"...
![](/sites/default/files/pictures/2016/12/16/picture-739034-1481889960.jpg)
Рабочая программа группового курса по химии "Учись решать задачи по химии", 9 класс
Рабочая программа группового курса по химии для 9 класса "Учись решать задачи по химии"...
![](/sites/default/files/pictures/2021/03/12/picture-1064376-1615541361.jpg)
Рабочая программа факультатива по химии "Как решать задачи по химии"
Программа факультативного курса предназначена для учащихся 8 класса. Решение расчётных задач занимает важное место в изучении основ химической науки. При решении задач происходит более глубокое и полн...