Презентация по химии на тему "Химическое равновесие"

Решение задач нового типа ЕГЭ - 2022 по химии

Изменения в контрольно-измерительных материалах
ЕГЭ по химии, представленных в демоверсии ФИПИ в 2022 году
В целом принятые изменения в экзаменационной работе 2022 г. ориентированы на повышение объективности проверки сформированности ряда важных общеучебных умений, в первую очередь таких:
как анализ текста условия задания, представленного в различной форме (таблица, схема, график),
комбинирование аналитической и расчётной деятельности,
анализ состава веществ и прогноз возможности протекания реакций между ними,
моделирование химических процессов и описание признаков их протекания и другие

В прошлом году ребята впервые решали задания на расчет равновесных и исходных концентраций. Оно представляло собой уравнение химической реакции, а также таблицу с концентрациями.В этом году таблицы не будет, вместо нее предлагается найти исходные данные в тексте.

Задание №23
Задача относится к заданиям
II (повышенного)уровня сложности (из спецификации КИМ ЕГЭ-2022):
правильное решение задачи оценивается в 2 балла, на это отведено 5-7 минут.
Задание ориентировано на проверку умения проводить расчёты на основе данных таблицы, отражающих изменения концентрации веществ
(рассчитывать исходные и конечные равновесные концентрации участников реакции)
Способ решения данных заданийсостоит из трех этапов.

Этап 1. Подготовка, которая заключается в следующем: а) в установлении исходных концентраций на основании
анализа текста ( и необходимых расчетов): данное действие осуществляется по мере необходимости;
б) в нахождении "известного" вещества - по которому будут
производиться стехиометрические расчеты.

Этап 2. Стехиометрические расчеты по уравнению реакции: на основании изменения концентрации известного вещества определяют изменение концентраций неизвестных веществ.

Этап 3.Нахождение неизвестных концентраций: ориентиром здесь является то, что у исходных реагентов в ходе реакции происходит уменьшение концентрации, а у
продуктов - увеличение.

1. В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида серы(IV) и кислорода. В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе
2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г)
установилось химическое равновесие.
При этом искходная концентрация оксида серы (IV)составила 0,6моль/л, а равновесная концентрация кслорода и оксида серы(VI) – 0,3 моль/л и 0,4 моль/л соответственно.
Определите равновесную концентрацию SO₂ (X) и исходную концентрацию O₂ (Y).

Выберте из списка номера правльных ответов.
0,1 моль/л
0,2 моль/л
0,3 моль/л
0,4 моль/л
0,5 моль/л
0,6 моль/л

Задачи ЕГЭ- 2022 № 23. Химическое равновесие

2. В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида серы(IV) и кислорода. В результате протекания обратимой реакции в реакционной
системе
2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г)
установилось химическое равновесие.
Используя данные, приведённые в таблице, определите равновесную концентрацию оксида серы (IV) (X) и исходную концентрацию кислорода (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов.
0,4 моль/л
0,5 моль/л
0,6 моль/л
0,1 моль/л
0,2 моль/л
0,3 моль/л Ответ:

Решение:
Важно: по условию реактор имеет постоянный объём, тогда изменение количества реагента равно изменению
концентрации

Решение очень удобно оформлять в виде таблицы (сначала вносятся известные данные, затем по ходу решения заполняется таблица):
было – исходные количества или концентрации;
израсходовано - это сколько прореагировало, т.е. изменение концентрации;
стало - это равновесные количества веществ или концентрации веществ.

Решение:

Решение

Решение:

Решение
[O2]исх = [O2]измен - [O2]равн = 0,3 моль/л - (-0,2 моль/л) = 0,5 моль/л

[SO2]равн = [SO2]измен + [SO2]исх = -0,4моль/л + 0,6 моль/л = 0,2 моль/л

Ответ:

3.В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида азота
(II) и кислорода. В результате протекания обратимой реакции
2NO (г) + O2 (г) ↔ 2NO2 (г)
в реакционной системе установилось химическое равновесие. Используя данные, приведённые в таблице, определите равновесные концентрации NO (Х) и O2 (Y).
Выберите список правльных ответов:
0,05 моль/л
0,15 моль/л
0,3 моль/л
0,35 моль/л
0,5 моль/л
0,55 моль/л

Решение

Примеры заданий 23
4.В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида серы
(IV) и кислорода и катализатор. В результате протекания обратимой реакции 2SO2 (г) + O2 (г) ↔ 2SO3 (г)
в реакционной системе установилось химическое равновесие.
Используя данные, приведённые в таблице, определите исходную концентрацию SO2 (Х) и равновесную концентрацию O2 (Y).
Выберите из списка номера правильных ответов.
0,2 моль/л
0,4 моль/л
0,6 моль/л
0,9 моль/л
1,0 моль/л
1,1 моль/л

Примеры заданий 23
5.В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество аммиака с катализатором и нагрели. В результате протекания обратимой реакции
2NH3 (г) ↔ 3H2 (г) + N2 (г)
в реакционной системе установилось химическое равновесие.
Используя данные, приведённые в таблице, определите исходную концентрацию аммиака (Х) и равновесную концентрацию водорода (Y).
Выберите из списка номера правильных ответов.
1,5 моль/л
3 моль/л
4,5 моль/л
6 моль/л
7,5 моль/л
10 моль/л

Решение
3H2(г)+ N2(г) 2NH3(г)
В исходном состоянии аммиака было 0,4 моль/л, а после реакции при установлении равновесия стало 0,8 моль/л. Значит, идет прямая реакция, так как концентрация аммиака увеличилась.
Найдем, на сколько моль увеличилась концентрация аммиака, то
изменения в ходе реакции по аммиаку будет +0,4 моль/л

3H2(г)+ N2(г) 2NH3(г)
Концентрация азота в ходе реакции уменьшается. Найдем, сколько азота
потрачено на реакцию. Из уравнения реакции следует, что
n(NH3):n(N2) = 2:1 отсюда n(N2) = n(NH3)/2 = 0,2 моль Найдем исходную концентрацию аммиака
[N2]исх - [N2]измен = 0,4 моль/л
[N2]исх = [N2]измен + [N2]равн = 0,4моль/л + 0,2 моль/л = 0,6 моль/л
Y = 0,6 моль/л

3H2(г)+ N2(г) 2NH3(г)
Ответ: 36
Найдем, сколько водорода потрачено на реакцию. Концентрация водорода
в ходе реакции уменьшается. Из уравнения реакции следует, что
n(Н2):n(N2) = 3:1
отсюда n(Н2) = 3n(N2) = 0,2.3 = 0,6 моль
Найдемравновеснуюконцентрациюводорода.Намизвестно,сколько
водорода вступилов реакцию и сколько водорода затрачено на реакцию. [Н2]равн = [Н2]исх – [Н2]измен = 0,9 моль/л – 0,6 моль/л = 0,3 моль/л
Х = 0,3 моль

Пример 4

Решение
С2H4(г) + Н2(г)  С2Н6(г)
Найдем количество моль водорода исходя из условий задачи. n(H2) = m(H2)/M(H2) = 8 г/2 г/моль = 4 моль
Найдем концентрацию водорода в 10 л
С = n/V = 4 моль/10 л = 0,4 моль/л
Найдем, сколько водорода потрачено на реакцию. Концентрация водорода в ходе реакции уменьшается. Из уравнения реакции следует, что
n(С2Н6):n(H2) = 1:1 отсюда n(H2) = n(С2Н6) = 0,3 моль
Найдем равновесную концентрацию водорода
[H2]равн = [H2]изм + [H2]исх = -0,3 моль/л + 0.4 моль/л = 0,1 моль/л
Х = 0,1 моль/л

С2H2(г) + Н2(г)  С2Н6(г)
Найдем, сколько этилена потрачено на реакцию. Концентрация этилена
в ходе реакции уменьшается. Из уравнения реакции следует, что n(С2Н4):n(H2) = 1:1 отсюда n(С2Н4) = n(H2) = 0,3 моль
Найдемисходнуюконцентрациюэтилена.Намизвестно,сколько
этиленаосталосьпослереакциинамоментравновесияисколько
этилена затрачено на реакцию.
Значит,
[С2Н4]исх = [С2Н4]р - [С2Н4]изм = 1 моль/л – (-0,3 моль/л) = 1,3 моль/л
Y = 1,3 моль
Ответ: 15

Пример 5

Решение
3H2(г) + N2(г)  2NH3(г)
Найдем концентрацию аммиака в состоянии равновесия Ср(NH3) = n(NH3)/V = 5 моль/5 л = 1 моль/л
Из анализа данных таблицы видно, что у нас преобладает обратная реакция, так как в концентрация аммиака уменьшается по сравнению с исходной. Поэтому концентрации исходных веществ (водорода и азота) в ходе реакции увеличиваются и ставим знак (+), а концентрация аммиака уменьшается - ставим знак (+)
В исходном состоянии аммиака было 2 моль/л, а после реакции при установлении равновесия стало 1 моль/л. Найдем, на сколько моль уменьшилась концентрация аммиака
[NH3]изм = [NH3]р - [NH3]исх = 1 моль/л - 2 моль/л = -1 моль/л

3H2(г) + N2(г)  2NH3(г)
Найдем, изменение концентрации водорода в ходе реакции. Из уравнения реакции следует, что
n(NH3):n(Н2) = 2:3 отсюда n(Н2) = 3n(NH3)/2 = (3.1)/2 = 1,5 моль
У нас преобладает обратная реакция, поэтому концентрация водорода в ходе реакции увеличивается. Найдем исходную концентрацию водорода
[Н2]исх = [Н2]рав - [Н2]изм = 4,5 моль/л - 1,5 моль/л = 3 моль/л
Х = 3 моль/л

Пример 6

Решение
2NO(г) + O2(г)  2NO2(г)
Рассчитаем, сколько монооксида азота потратили на реакцию. Концентрация NO в ходе реакции уменьшается. В исходном состоянии монооксида азота было 5 моль/л, а после реакции при установлении равновесия стало 3 моль/л
[NО]изм = [NО]р - [NО]исх = 3 моль/л - 5 моль/л = -2 моль/л

2NO(г)+ O2(г) 2NO2(г)
Найдем, сколько кислорода потрачено на реакцию. Концентрация кислорода в ходе реакции уменьшается. Из уравнения реакции следует, что
n(NО)изм:n(О2)изм = 2:1 отсюда n(О2) = n(NО)/2 = 2/2 = 1 моль
Из условия задачи, известно, что прореагировало всего 20 % кислорода.
Тогда на момент равновесия кислорода осталось 80 %.
Пусть х - исходная концентрация кислорода.
Тогда в состоянии равновесия концентрация кислорода будет равна
х - 1 = 0,8х.
Найдем х = 5 моль/л
Х = 5 моль/л

2NO(г)+ O2(г) 2NO2(г)
Найдем,сколькодиоксидаазотаполученопореакции.Концентрация
NO2 в ходе реакции увеличивается. Из уравнения реакции следует, что n(NО2):n(NО) = 1:1 отсюда n(NО2) = n(NО) = 2 моль
Найдем равновесную концентрацию диоксида азота
[NО2]равн = [NО2]исх + [NО2]измен = 0 моль/л + 2 моль/л = 2 моль/л
Y = 2 моль
Ответ: 52

Пример 7

Решение
2NH3(г)  3H2(г) + N2(г)
Пусть на а моль NH3 стало меньше в ходе реакции. Тогда исходя из уравнения химической реакции изменения количества азота и водорода будут равны соответственно
n(NH3):n(N2) = 2:1 отсюда n(N2) = n(NH3)/2 = а/2
n(NH3):n(Н2) = 2:3 отсюда n(Н2) = 3n(NH3)/2 = 3а/2
По условию задачи известно, что в равновесной смеси количество вещества аммиака составляет 60 % от суммарного количества вещества газов. Значит на реакцию пошло 40 % аммиака от суммарного количества вещества газов. Тогда
а/2 + 3а/2 = 0,4 а = 0,2 моль/л

2NH3(г)  3H2(г)+ N2(г)
Найдем , сколько азота и водорода получилось в результате реакции n(N2) = n(NH3)/2 = а/2 = 0,2/2 = 0,1 моль/л
n(Н2) = 3n(NH3)/2 = 3а/2 = (3.0,2)/2 = 0,3 моль/л
Таккакисходныеконцентрацииазотаиводородаравны0,то
равновесныеконцентрацииэтихгазовбудутравныизменению
их
концентраций в ходе реакции
Х = 0,1 моль/лY = 0,3 моль
Ответ: 13