LUKU 15. KEMIALLINEN TASAPAINO [osa 1][osa 2] Kemiallinen tasapaino, Le Chatelierin periaate 15.1 (M15.1, 15.2) Kirjoita seuraaville reaktioille tasapainovakion Kc yhtälö: (a) 2Pb3O4(s) 6PbO(s) + O2(g) (b) C(s) + CO2(g) 2CO(g) (c) 2NO(g) N2(g) + O2(g) (d) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) (e) 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g) (f) 2Ag2O(s) 4Ag(s) + O2(g) 15.2 (M15.3, 15.4) Päättele, mihin suuntaan reaktiotasapaino siirtyy tehtävän 15.1 reaktioissa, kun painetta nostetaan. 15.3 (M15.5, 15.6) Kirjoita jokaiselle tehtävän 15.1. reaktiolle tasapainovakio Kp. Esitä kussakin tapauksessa myös yhtälö, joka yhdistää Kp:n ja Kc:n toisiinsa. 15.4 (M15.7) Tasapainoreaktiolle N2(g) + O2(g) 2NO(g) on Kc 4,08 x 10-4 lämpötilassa 2000 K ja 3,60 x 10-3 lämpötilassa 2500 K. Onko reaktio näin kirjoitettuna eksoterminen vai endoterminen? 15.5 (M15.8) Tasapainoreaktiolle NiO(s) + CO(g) Ni(s) + CO2(g) on Kc 4,54 x 103 lämpötilassa 936 K ja 1,58 x 103 lämpötilassa 1125 K. Onko reaktio näin kirjoitettuna eksoterminen vai endoterminen? 15.6 (M15.9) Reaktio CH4(g) + 2H2S(g) CS2(g) + 4H2(g) on endoterminen vasemmalta oikealle. Kuinka kukin seuraavista muutoksista, kun ne tehdään tasapainossa olevaan systeemiin, vaikuttaa reaktion tasapainoasemaan? (a) Nostetaan lämpötilaa. (b) Lisätään H2S(g)-määrää. (c) Vähennetään CS2(g)-määrää. (d) Nostetaan painetta. (e) Lisätään katalyytti. 15.7 (M15.10) Reaktio 4HCl(g) + O2(g) 2Cl2(g) + 2H2O(g) on endoterminen vasemmalta oikealle. Kuinka kukin seuraavista muutoksista, kun ne tehdään tasapainossa olevaan systeemiin, vaikuttaa reaktion tasapainoasemaan? (a) Nostetaan lämpötilaa. (b) Alennetaan painetta. (c) Lisätään H2O(g)-määrää. (d) Vähennetään HCl(g)-määrää. (e) Lisätään katalyytti. 15.8 (M15.11) Reaktio NiO(s) + CO(g) Ni(s) + CO2(g) on eksoterminen vasemmalta oikealle. Kuinka kukin seuraavista muutoksista vaikuttaa tasapainotilan asemaan? (a) Alennetaan lämpötilaa. (b) Alennetaan painetta. (c) Lisätään NiO(s):a. (d) Lisätään CO(g):a. (e) Poistetaan CO2(g):a. 15.9 (M15.12) Reaktio C(s) + CO2(g) 2CO(g) on endoterminen vasemmalta oikealle. Kuinka kukin seuraavista muutoksista vaikuttaa tasapainotilan asemaan? (a) Lisätään CO2(g):a. (b) Poistetaan C(s):tä. (c) Nostetaan lämpötilaa. (d) Alennetaan painetta. (e) Poistetaan CO(g):a. 15.10 (M15.14) Tarkastellaan tasapainoreaktiota CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) Lämpötilassa 1500 oC on Kc 5,67 mol2/l2. Jos 0,020 mol CH4(g), 0,060 mol H2O(g), 0,030 mol CO(g) ja 0,500 mol H2(g) sekoitetaan keskenään 1 litran astiassa, mihin suuntaan reaktio alkaa edetä? 15.11 (M15.15.) Tarkastellaan tasapainoreaktiota N2(g) + O2(g) 2NO(g) Lämpötilassa 1800 K on Kc 1,20 x 10-4. Jos 0,060 mol N2(g), 0,075 mol O2(g) ja 0,00025 mol NO(g) sekoitetaan keskenään 1 litran astiassa, mihin suuntaan reaktio etenee? 15.12 Reaktion Na2SO4 × 10H2O(s) Na2SO4(s) + 10H2O(l) ( H = +78,6 kJ) tasapaino on kokonaan tuotteiden puolella, kun lämpötila on suurempi kuin 32 oC, ja kokonaan lähtöaineiden puolella, kun läpötila on tämän alapuolella.Tätä reaktiota on käytetty hyväksi joissakin aurinkoenergialla lämpiävissä koetaloissa. Paljonko Na2SO4 × 10H2O tarvittaisiin sitomaan itseensä eli absorboimaan 1 MJ:n verran aurinkoenergiaa? 15.13 Kiertovesijärjestelmistä voidaan poistaa veteen liuennutta happikaasua vettä kuumentamalla. Esitä teoreettinen tulkinta tälle toimenpiteelle. Vastaukset tämän sivun tehtäviin Seuraava tehtäväsivu Paluu etusivulle

© Opetushallitus 1997