Номер 4, страница 304 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 64. Химическое равновесие. Константа равновесия. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 4, страница 304.

Условие.

4. Напишите выражения для констант равновесия следующих реакций:

a) $H_{2\text{(г)}} + I_{2\text{(г)}} \rightleftharpoons 2HI_{\text{(г)}};$

б) $C_{2}H_{2\text{(г)}} + 2H_{2\text{(г)}} \rightleftharpoons C_{2}H_{6\text{(г)}};$

в) $3O_{2\text{(г)}} \rightleftharpoons 2O_{3\text{(г)}};$

г) $C_{\text{(тв)}} + H_{2}O_{\text{(г)}} \rightleftharpoons CO_{2} + H_{2\text{(г)}};$

Решение.

Решение 2.

Константа равновесия (K) для обратимой химической реакции выражается через равновесные концентрации (или парциальные давления для газов) продуктов и реагентов. Согласно закону действующих масс, для общей реакции вида $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$ выражение для константы равновесия $K_c$ имеет вид:

$K_c = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}$

где $[A], [B], [C], [D]$ — равновесные молярные концентрации веществ. Важно отметить, что концентрации чистых твердых (т) и жидких (ж) веществ принимаются за константу (условно равную 1) и не включаются в выражение для константы равновесия.

а) H₂(г) + I₂(г) ⇌ 2HI(г)

В этой реакции все участники находятся в газовой фазе (гомогенное равновесие). Продуктом является иодоводород HI (стехиометрический коэффициент 2), а реагентами — водород H₂ и иод I₂ (стехиометрические коэффициенты равны 1). Выражение для константы равновесия записывается как отношение концентрации продукта в степени его коэффициента к произведению концентраций реагентов в степенях их коэффициентов.

Ответ: $K = \frac{[HI]^2}{[H_2] \cdot [I_2]}$

б) C₂H₂(г) + 2H₂(г) ⇌ C₂H₆(г)

Это также гомогенная газовая реакция. Продукт — этан C₂H₆ (коэффициент 1). Реагенты — ацетилен C₂H₂ (коэффициент 1) и водород H₂ (коэффициент 2). Концентрация водорода возводится в квадрат.

Ответ: $K = \frac{[C_2H_6]}{[C_2H_2] \cdot [H_2]^2}$

в) 3O₂(г) ⇌ 2O₃(г)

Реакция образования озона из кислорода — гомогенная газовая реакция. Продукт — озон O₃ (коэффициент 2). Реагент — кислород O₂ (коэффициент 3). Концентрация озона будет в числителе в квадрате, а концентрация кислорода — в знаменателе в кубе.

Ответ: $K = \frac{[O_3]^2}{[O_2]^3}$

г) C(т) + H₂O(г) ⇌ CO₂(г) + H₂(г)

Это гетерогенная реакция, так как один из реагентов, углерод C, находится в твердой фазе (т). Активность (и условная концентрация) твердого вещества принимается равной единице и не включается в выражение для константы равновесия. Остальные участники реакции (H₂O, CO₂, H₂) являются газами. Продукты — CO₂ и H₂ (коэффициенты 1). Реагент в газовой фазе — H₂O (коэффициент 1).

Ответ: $K = \frac{[CO_2] \cdot [H_2]}{[H_2O]}$