lesson دراستي - الدرس: 2-6 حساب ثابت الاتزان K eq

حلول أسئلة الصف السادس الإعدادي

حل اسئلة رياضيات - علوم - عربي وجميع الكتب والمواد الأخرى

الدرس: 2-6 حساب ثابت الاتزان K eq

حساب ثابت الاتزان K eq

قبل البدء بحل المسائل المتعلقة بحساب ثابت الاتزان يجب ملاحظة النقاط الآتية:

  • إذا كان حجم إناء التفاعل هو لتر واحد أو أقل أو أكثر من لتر فإن

M=nmolVL

  • (ويمكن اعتبار عدد المولات تمثل التركيز المولاري إذا كان حجم الإناء يساوي لتر) وخلاف ما ورد في النقطة (1) نفرض حجم الاناء (V) ثم نجد قيمته أو يختزل عند إجراء الحسابات.
  • عندما تعطى كميات المواد بالغرامات لابد من تحويلها إلى التركيز المولاري عن طريق العلاقة:

M=mMxVl (رمز المولارية).

  • تراكيز المواد المعطاة في السؤال لا تتغير اعتماداً على عدد مولاتها التي تظهر أمامها في المعادلة الموزونة سواء كان ذلك قبل التفاعل أو عند الاتزان.

كيفية حل المسائل:

الحالة الأولى: تعطى تراكيز مولارية أو ضغوط جزئية للمواد الناتجة والمتفاعلة عند الاتزان ويطلب kc أو kp وقد يطلب تركيز أو ضغط جزئي لأحد المواد عند الاتزان ويعطي kc أو kp

جد قيمة keq للتفاعل التالي عند درجة 100C

NO2N2O4

إذا علمت أن التراكيز لمواد التفاعل عند حصول حالة الاتزان هي كالآتي:

[NO2] = 0.017M

[N2O4] = 0.002 M

Keq=N2O4NO22Keq=[0.002][0.017]2=6.92

جد قيمة keq للتفاعل التالي: 2CH4 gC2H2 g + 3 H2 g إذا علمت أن التراكيز في درجة حرارة معينة عند حصول الاتزان هي:

[C2H2] = 0.05 M

[CH4] = 0.02M

[H2] = 0.143 M

طالما التراكيز بالمولارية فيمكن كتابة keq بدلالة KC

KC=C2H2H23CH42=[0.05][0.143]3[0.02]2=0.37

التفاعل الغازي NO2 +o22NO2 في حالة اتزان ما هو التركيز الذي يجب أن يكون عليه غاز الأوكسجين لكي يكون تركيز ثنائي أوكسيد النتروجين مساوياً إلى تركيز أوكسيد النتروز؟

علماً أن: Kc=5X105

α=[NO]=NO22NO+O22NO2α                   α

KC=NO22[NO]2O25×105=1O2O2=2×106M

التفاعل الغازي 2SO2 +o22sO3 وجد أن الضغوط الجزئية عند الاتزان للغازات sO3 و sO2 و O2 هي وعلى الترتيب: 0.5atm و0.25 atm و0.16atm احسب KP؟

2SO2+O22SO30.5        0.16     0.25

الضغوط الجزئية عند الاتزان.

KP=P2 sO3 2P2 so2 2PO2KP =[0.25]2[0.5]2×[0.16]=1.56

الحالة الثانية:

تعطى تراكيز مولارية أو ضغوط جزئية ابتدائية للمواد المتفاعلة فقط وتكون قيمة ثابت الاتزان معلومة والمطلوب تراكيزها أو ضغوطها عند التوازن.

ملاحظات:

1. إن أي تفاعل انعكاسي يمر بثلاث مراحل للوصول إلى حالة الاتزان كما هو موضح في المخطط الآتي:

المخطط أعلاه عبارة عن فرضية تكتب مع حل السؤال حيث تتضمن مراحل ثلاثة وهي:

مرحلة التراكيز أو الضغوط الابتدائية:

  • تأتي عادة في المسألة بتعبير وضع، أدخل، سخن، تفاعل، مزج.
  • مرحلة التغير الحاصل بالتراكيز أو الضغوط الجزئية عند بدء التفاعل: وعادة يأتي في المسائل بصيغ مختلفة مثلاً المستهلك، المتفاعل، المنحل، المتفكك، مقدار الانخفاض، ازداد بمقدار وغيرها من العبارات التي نفهم منها تغير في التركيز الابتدائي، مرحلة وصول التفاعل إلى حالة التوازن (عند الاتزان): وتأتي في المسائل بصيغ مثلاً عند حالة الاتزان، وجد أن المتبقي، الاناء يحتوي على ...، خليط الاتزان.
  • لإيجاد مقدار التغير X نصيغ علاقة رياضية نربط فيها X في المخطط والمعلوم في السؤال وهذا الربط يكون إما عن طريق المرحلة الثانية مقدار التغير X أو عن طريق المرحلة الثالثة حالة التوازن أو عن طريق علاقة ثابت التوازن.
  • إن الإشارة السالبة تعني استهلاك في التركيز أو الضغوط، بينما الإشارة الموجبة تعني تكوين تراكيز باعتبار أن التفاعل أمامي باتجاه النواتج، وهذه الحالة تنطبق على جميع المسائل التي يكون فيها التركيز أو الضغط الابتدائي للمواد الناتجة يساوي صفر مولاري.

في أحد التجارب العملية أدخل 0.625mole من غاز N2O4 في وعاء سعته 5L فتفكك الغاز حسب التفاعل التالي وبدرجة حرارة معينة وعند وصول التفاعل حالة الاتزان وجد أن تركيز N2O4 المتبقي يساوي احسب Kc لهذا التفاعل: N2O4 2NO2

M=nV=0.625molV=0.125mol/L

N2O4      2NO20.1250            X+2X               0.125X2X             0.025   

0.125X=0.025X=0.1mol/LNO2=2×0.1=0.2mol/LKC=NO22N2O4=[0.2]20.025=1.6

للتفاعل الآتي: H2+Br22HBr وضع في إناء حجمه لتر واحد 0.4mol كل من H2 وBr2 بدرجة حرارة 425C احسب تراكيز المواد التي تكون خليط الاتزان؟ إذا علمت أن ثابت الاتزان Kc لهذا التفاعل 0.25.

H2g      +  Br2g  2HBrg0.40.40.0XX+2X.4X0.4X2X

KC=[HBr]2H2Br20.25=(2X)2(0.4X)2

وبجذر طرفي المعادلة وحلها نحصل على قيمة X

X = 0.08 mol / L

وبتعويض قيمة X نحصل تراكيز الاتزان:

[HBr]=0.16mol/LH2=Br2=0.32mol/L

في التفاعل الغازي الآتي: H2+I22HI خلط 0.5mole من H2 و0.5mole من I2 في وعاء حجمه لتر وعند درجة 450C وصل التفاعل إلى حالة الاتزان فوجد أن ثابت الاتزان لهذا التفاعل يساوي 5.29 احسب تراكيز المواد التي تمثل مزيج الاتزان؟

H2=I2=0.5mole1L=0.5mole/L

H2g      +    I2g      2HIg0.50.50.0XX+2X0.5X0.5X2X

KC[HI]2H2I25.29=[2X]2[0.5X]2

وبجذر الطرفين وحل المعادلة نحصل على قيمة X

X=0.267mol/LH2=I2=0.50.267=0.233mol/L[HI]=2×0.267=0.534mol/L

في التفاعل: N2+3H22NH3 وضعت كميات مختلفة من N2 وH2 في إناء سعته لتر وعند وصول التفاعل إلى حالة الاتزان وجد أن ما استهلك من H2 يساوي 0.3mole وما تبقى من N2 يساوي 0.2mole احسب عدد مولات كل من N2 وH2 قبل التفاعل علماً أن KC = 200

حجم الإناء = لتر واحد إذاً M = n

نفرض: N2=y,H2=z

N2+        3H2  2NH3yz0.0x3x+2xyxZ3x2x

3X=0.3M المستهلك من H2

X = 0.1 M

Y - X = 0.2 المتبقي من N2 عند الاتزان.

إذاً Y = 0.3 ويمثل عدد مولات غاز النيتروجين قبل التفاعل ولإيحاد مولات غاز الهيدروجين قبل التفاعل Z

[NH3] = 2X = 0.2 M عند الاتزان.

[N2] = 0.2 عند الاتزان.

[H2] = Z- 3Xعند الاتزان.

KC=NH32H23N2200=[0.2]2[Z0.3]3[0.2]2000.2=1[Z0.3]3 

1000=1[Z0.3]3يأخذ الجذر التكعيبي نحصل على 10=1Z0.3

Z = 0.4 M ويمثل مولات H2 قبل التفاعل.

للتفاعل الغازي الآتي: So32So2 +o2 وفي وعاء مغلق حجمه لتر واحد وجد أن ضغط غاز So3 قبل تفككه يساوي 3atm عند درجة حرارة معينة بلغ التفاعل حالة الاتزان فوجد أن الضغط الكلي لخليط الغازات يساوي احسب KP للتفاعل عند الاتزان.

2SO3g2SO2g+O2g30.00.02X+2X+X32X2XX

PT=PSO3+PSO2+PO24=(32X)+2X+XX=1atm

PSO3=1atmPSO2=2atmPO2=1atm

Kp=P2sO2 P02P2SO3=(2)2(1)(1)2=4

سخن 1.4mol من الغازات Br2 وH2 إلى درجة معينة حتى وصل التفاعل: Br2+ H22HBr حالة التوازن فإذا علمت ثابت اتزان التفاعل بدلالة التراكيز المولارية = 0.25 ما عدد المولات الناتجة والمتبقية عند الاتزان؟

من المعادلة الموزونة يظهر أن عدد المولات الناتجة تساوي مجموع عدد المولات المتفاعلة وعليه نفضل التعويض في علاقة ثابت الاتزان بدلالة عدد المولات للمواد بسبب اختزال الحجم عند الحل.

H2      +       Br2 2HBr1.41.40.0XX2X1.4X1.4X2X

KC=[HBr]2H2Br20.25=[2X/V]2[1.4x/V]2

وبأخذ الجذر التربيعي لطرفي المعادلة نحصل على:

0.70.5X=2XX=0.28 mole 

=2X=0.56 mole =1.4X=1.40.28=1.12 mole 

تم خلط كمية (مولات) من B ضعف كمية A في إناء حجمه لتر وعند وصول التفاعل: A+BC حالة الاتزان وجد أن المتبقي من KC = 1/ 6 و mole = A احسب التراكيز الأصلية لكل من A ،B؟

بما أن حجم الإناء = لتر إذاً عدد المولات يمثل التركيز المولاري.

نفرض تركيز α = A مولاري إذاً تركيز 2α = B

      A   +   B    Cα2α0.0xx+xαx2αxx

عند الاتزان.

[A]=αx=2α=2+x=[B]=2αx

[B]=2(2+X)X[B]=4+XC[C]=X[x]

KC=[C][A][B]1/6=[x]2×(4+x)

X = 2 بالتعويض في معادلة رقم 1 نحصل على أن:

α = 4 اذن [A] = 4 M و[B] = 8 M

الحالة الثالثة:

تعطى تراكيز مولارية أو ضغوط جزئية ابتدائية لمواد متفاعلة ويعطى تركيز أو ضغط عند الاتزان والمطلوب إيجاد KC أو KP

تفاعل مول واحد من حامض الخليك مع مول واحد من الكحول الاثيلي في محلول حجمه لتر وبعد وصول التفاعل: CH3COOHL+ C2H5OHLCH3COOC2H5L+ H2OL حالة التوازن وجد أن المتكون من خلات الاثيل = 0.6mole احسب قيمة Kc التفاعل الغازي: A+3B2C وضعت كميات متساوية من: A وB ضغط كل منهما 0.45atm وبعد وصول التفاعل حالة التوازن وجد أن الضغط الكلي عند الاتزان = 0.7atm احسب K P

بما أن حجم الإناء لتر واحد إذاً عدد المولات تمثل المولارية.

مثال

عند الاتزان فإن:

CH3COOC2H5=H2O=X=0.6MC2H5OH=CH3COOH=1X=0.4M

Kc=H2OCH3COOC2H5C2H5OHCH3COOH =[0.6]2[0.4]2=2.25

التفاعل الغازي: A+B2c وضعت كميات متساوية من B وA ضغط كل منهما 0.45atm وبعد وصول التفاعل حالة التوازن وجد أن الضغط الكلي عند الاتزان هو 0.7atm احسب K P

      A     +      3 B         2C0.450.450.0X3X+2X.45X0.453X2X

PT=PA+PB+PC0.7atm=(0.45X)+(0.453X)+2XX=0.1atmPc=2X=0.2atmPA=0.450.1=0.35atmPB=0.450.3=0.15atm

KP=P2CPAPB3KP=(0.2)2(0.35)(0.15)3=40

حلول أسئلة الصف السادس الإعدادي

حل اسئلة رياضيات - علوم - عربي وجميع الكتب والمواد الأخرى

النقاشات