درجة الحرارة والضغط وKp وقاعدة لوشاتيليه
الإجابات لأولياء الأمور والمعلمين.
1
يستغرق تفاعل 12 min عند 60 °C. إذا تضاعف معدله عند كل 10 °C فكم يستغرق عند 30 °C؟
من 60 °C نزولًا إلى 30 °C ثلاث خطوات، فالمعدل أصغر 2³ = 8 مرات والزمن 12 × 8 = 96 min.
2
في التفاعل 2NH₃ ⇌ N₂ + 3H₂ الضغوط الجزئية P(NH₃) = 0.20 وP(N₂) = 0.10 وP(H₂) = 0.20 atm. أوجد Kp والضغط الكلي.
Kp = P(N₂) × P³(H₂) ÷ P²(NH₃) = 0.10 × 0.0080 ÷ 0.040 = 0.00080 ÷ 0.040 = 0.020. الضغط الكلي = 0.20 + 0.10 + 0.20 = 0.50 atm.
3
التفاعل 2SO₃ ⇌ 2SO₂ + O₂ ماص للحرارة كما هو مكتوب. تنبّأ بالإزاحة عند: (أ) تسخين الخليط، (ب) رفع الضغط.
(أ) إلى الأمام لأن التفاعل الأمامي يمتص الحرارة؛ (ب) إلى الخلف نحو الجانب الأقل مولات من الغاز (2 mol مقابل 3 mol).
4
لتفاعل طاقة تنشيط أمامية 70 kJ/mol وعكسية 95 kJ/mol. أوجد ΔH. ثم خفض عامل حفاز القيمة الأمامية إلى 45 kJ/mol: كم صارت القيمة العكسية؟
ΔH = 70 − 95 = −25 kJ/mol. العامل الحفاز لا يغيّر ΔH، فالقيمة العكسية 45 + 25 = 70 kJ/mol.
5
التفاعل 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ طارد للحرارة. يريد طالب أكبر مردود فيقترح تبريد الوعاء إلى أدنى درجة ممكنة. لماذا لا يُفعل ذلك عمليًّا؟ أجب في جملتين.
عند درجة حرارة منخفضة جدًّا يكون التفاعل أبطأ من أن يفيد. لذلك تُستعمل درجة حرارة وسطى مع عامل حفاز هو V₂O₅، حلًّا وسطًا بين السرعة والمردود.