Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения

DG⁰_х.р=DH⁰_х.р – ТDS⁰_х.р;

DG⁰₂₉₈= 490, 7 – 298× 0, 540 = +329, 8 кДж;

DG⁰₁₀₀₀= 490, 7 – 1000× 0, 540 = –49, 3 кДж.

Так как DG⁰₂₉₈> 0, а DG⁰₁₀₀₀ < 0, то восстановление Fe₂O₃углеродом возможно при 1000 К и невозможно при 298 К.

Задачи

101. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) и Н₂(г), в результате которой образуются СН₄(г) и Н₂О(г). Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 100 л СО (условия нормальные)? (Ответ: 206, 2 кДж; 920, 5 кДж).

102. Реакция горения этилена выражается уравнением

С₂Н₄(г) + 3О₂(г) = 2СО₂(г) + 2Н₂О(г).

При сгорании 1 л С₂Н₄(н.у.) выделяется 59, 06 кДж теплоты. Определите стандартную энтальпию образования этилена. (Ответ: 52, 3 кДж/моль).

103. Сожжены с образованием H₂O(г) равные объемы водорода и ацетилена, взятых при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз? (Ответ: 5, 2).

104. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды. (Ответ: 9248, 8 кДж).

105. Газообразный этиловый спирт С₂H₅OH можно получить при взаимодействии этилена С₂Н₄(г) и водяных паров. Вычислите тепловой эффект этой реакции и напишите термохимическое уравнение. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 100 л этилена (н.у.)? (Ответ: 45, 8 кДж; 204, 5 кДж).

106. Вычислите, какое количество теплоты выделилось при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335, 1 г железа.

(Ответ: 2554, 5 кДж).

107. При растворении 16 г СаС₂ в воде выделяется 31, 27 кДж теплоты. Определите стандартную энтальпию образования Са(ОН)₂.(Ответ: –986, 2 кДж/ моль).

108. При восстановлении 12, 7 г оксида меди (II) углем (с образованием СО) поглощается 8, 24 кДж. Определите стандартную энтальпию образования СuO. (Ответ: –162 кДж/моль).

109. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + СO₂(г), ∆ Н⁰₍₁₎ = –19, 2 кДж; (1)

СO(г) + ½ O₂(г) = СO₂(г), ∆ Н⁰₍₂₎= –283 кДж; (2)

H₂(г) + ½ O₂(г) = H₂O(г), ∆ Н⁰₍₃₎= –241, 8 кДж.(3)

(Ответ: 22 кДж).

110. Вычислите стандартную энтальпию образования NO из простых веществ, исходя из следующих термохимических уравнений:

4NH₃(г) + 5О₂(г) = 4NO (г) + 6 Н₂О(ж), ∆ Н⁰₍₁₎= –1168, 80 кДж; (1)

4NH₃(г) + 3О₂(г) = 2N₂ (г) + 6 Н₂О(ж), ∆ Н⁰₍₂₎= –1530, 28 кДж. (2)

(Ответ: 90, 37 кДж).

111. Рассчитайте стандартную энтропию оксида железа (III), если известно изменение энтропии реакции 4FeO(к) + O₂(г) = 2Fe₂O₃(к), ∆ S⁰_х.р.= –260, 4 кДж(Ответ: 89, 9 Дж/моль К).

112. При какой температуре наступит равновесие в системе

СО(г) + 2Н₂(г) СН₃ОН (ж), ∆ Н⁰_х.р.= –128, 05 кДж? (Ответ: 385, 8К).

113. Определите количество теплоты, выделившейся при взаимодействии 50 г фосфорного ангидрида с водой по реакции Р₂О₅(к) + H₂O(ж) = 2HPO₃(ж),

если тепловые эффекты реакции равны:

2Р(к) + 5½ O₂(г) = Р₂О₅(к), ∆ Н⁰ = –1492 кДж;

2Р(к) + H₂(г) + 3O₂(г) = 2HPO₃(ж), ∆ Н⁰ = –1964, 8 кДж.

(Ответ: 65, 8 кДж).

114. Вычислите ∆ Н⁰_х.р., ∆ S⁰_х.р. и ∆ G⁰_Треакции, протекающей по уравнению

Fe₂O₃(к) + 3Н₂(г) = 2Fe(к) + 3Н₂O(г).

Возможна ли реакция восстановления Fe₂O₃ водородом при температурах 500 и 1500 К? Зависимостью ∆ Н⁰_х.р., ∆ S⁰_х.р от температуры пренебречь.

(Ответ: +96, 8 кДж; 138, 8 Дж/К; 27, 3 кДж; –111, 7 кДж).

115. Определите стандартную энтальпию образования пентахлорида фосфора из простых веществ, исходя из следующих термохимических уравнений:

2Р + 3Сl₂= 2РСl₃, ∆ Н⁰₍₁₎= –554, 0 кДж; (1)

РСl₃+ Сl₂= РСl₅, ∆ Н⁰₍₂₎= –92, 4 кДж. (2)

(Ответ: –369, 4 кДж/моль).

116. Рассчитайте энергию Гиббса химических реакций, протекающих по уравнениям:

CaO(к) + Н₂О(г) = Са(ОН)₂(к); (1)

Р₂О₅(к) + 3Н₂О(г) = 2Н₃РО₄(к), (2)

и определите, какой из двух оксидов CaO или Р₂О₅при стандартных условиях лучше поглощает водяные пары. (Ответ: –65, 5 кДж; –205, 2кДж).

117. Вычислите значения ∆ G⁰_х.р. следующих реакций восстановления оксида железа (III):

Fe₂O₃(к) + 3Н₂(г) = 2Fe(к) + 3Н₂О(г); (1)

2Fe₂O₃(к) + 3С(к) = 4Fe(к) + 3СО₂(г); (2)

Fe₂O₃(к) + 3СO(г) = 2Fe(к) + 3СО₂(г). (3)

Протекание какой из этих реакций наиболее вероятно?

(Ответ: +55 кДж; +298, 4 кДж; –31, 1 кДж).

118. Пользуясь значениями ∆ Н⁰_х.р., ∆ S⁰_х.р, вычислите∆ G⁰реакции, протекающей по уравнению PbO₂+ Pb = 2PbO. Определите, возможна ли эта реакция при 298 К? (Ответ: –158 кДж.).

119. Какой из двух процессов разложения нитрата аммония наиболее вероятен при 298 К?

NH₄NO₃(к) → N₂O (г) + 2H₂O(г); (1)

NH₄NO₃(к) → N₂(г) + ½ O₂(г) + 2H₂O(г). (2)

Ответ обоснуйте, рассчитав ∆ G⁰_х.р.(Ответ: –169, 1 кДж; –273, 3 кДж.).

120. Вычислите стандартную энергию Гиббса образования NH₃, исходя из значений энтальпии образования NH₃и изменения энтропии (∆ S⁰) реакции N₂(г) + 3Н₂(г) = 2NH₃(г). (Ответ: –16, 7кДж/моль).

Скорость химических реакций

Химическая кинетика – раздел химии, изучающий скорость и механизм химических реакций. Скоростью химической реакции называют изменение количества вещества в единицу времени в единице объема (для гомогенных реакций) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенных реакций). Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, присутствия катализаторов.

Зависимость скорости реакции от концентрации выражается законом действия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Для реакции nА + mВ = gАВ математическое выражение закона действия масс имеет вид

v = kС_Аⁿ С_B ^m,

где v – скорость химической реакции; С_А и С_В – концентрации реагирующих веществ; n, m – коэффициенты в уравнении реакции; k – константа скорости реакции. Значение константы скорости не зависит от концентрации реагирующих веществ, а зависит от их природы и температуры.

В случае гетерогенных реакций концентрации веществ, находящихся в твердой фазе, обычно не изменяются в ходе реакции и поэтому не включаются в уравнение закона действия масс. Например, для реакции горения углерода

С (к) + О₂(г) = СО₂(г) закон действия масс запишется как: v = k

При повышении температуры скорость химических реакций увеличивается. Согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на 10 градусов скорость реакции увеличивается в 2-4 раза:

где v₂ и v₁ – скорость реакции при температурах Т₂ и Т₁; γ – температурный коэффициент скорости реакции, показывающий, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов.

Примеры решения задач

Пример 7.1 . Напишите математическое выражение закона действия масс для реакций: а) 2NO(г) + CI₂ (г) = 2NOCI (г);

б) СаО(к) + СО₂ (г) = СаСО₃ (к)

Решение. а) v = kС_NO²С_CI₂; б) Поскольку СаО – твердое вещество, концентрация которого не изменяется в ходе реакции, закон действия будет иметь вид: v = kС_СО2.

Пример 7.2 . Как изменится скорость реакции 2NO(г) + О₂ (г) ® 2NO₂ (г), если уменьшить объем реакционного сосуда в 3 раза?

Решение . До изменения объема, скорость реакции выражалась уравнением: v = kС_NO²С_O₂; вследствие уменьшения объема концентрация каждого из реагирующих веществ возрастает в три раза.

Следовательно, теперь, v' = k(3С_NO )²3С_O₂= 27kС_NO²С_O₂. Сравнивая выражения для скоростей v и v', находим, что скорость реакции возрастает в 27 раз.

Пример 7.3. Реакция между веществами А и В выражается уравнением 2А + В = D. Начальные концентрации составляют: С_А= 5 моль/л, С_В= 3, 5 моль/л. Константа скорости равна 0, 4. Вычислите скорость реакции в начальный момент и в тот момент, когда в реакционной смеси останется 60% вещества А.

Решение. По закону действия масс v = . В начальный момент скорость v₁= 0, 4 × 5²× 3, 5 = 35. По истечении некоторого времени в реакционной смеси останется 60% вещества А, т. е. концентрация вещества А станет равной 5 × 0, 6 = 3 моль/л. Значит, концентрация А уменьшилась на 5 – 3 = 2 моль/л. Так как А и В взаимодействуют между собой в соотношении 2: 1, то концентрация вещества В уменьшилась на 1 моль и стала равной 3, 5 – 1 = 2, 5 моль/л. Следовательно, v₂= 0, 4 × 3²× 2, 5 = 9.

Пример 7.4. При 323 К некоторая реакция заканчивается за 30 с. Определите, как изменится скорость реакции и время ее протекания при 283 К, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

Решение. По правилу Вант-Гоффа находим, во сколько раз изменится скорость реакции:

= = 2^–4= .

Скорость реакции уменьшается в 16 раз. Скорость реакции и время ее протекания связаны обратно пропорциональной зависимостью. Следовательно, время протекания данной реакции увеличится в 16 раз и составит 30 × 16 = 480с = 8 мин.

Задачи

121. Как изменится скорость реакции в системе СО(г) + 3Н₂(г) = СН₄(г) + H₂O(г), если концентрации исходных веществ уменьшить в 2 раза? (Ответ: уменьшится в 16 раз).

122. Реакция разложения вещества АВ выражается уравнением

2АВ = А₂+ В₂. Константа скорости данной реакции равна 2· 10^–4. Начальная концентрация С_АВ= 0, 32 моль/л. Определите скорость в начальный момент и в тот момент, когда разложится 50% АВ. (Ответ: 2, 04^.10^-4; 5, 1 ^. 10^-5).

123. Реакция между веществами А и В выражается уравнением А+2В=D. Начальные концентрации: С_А= 0, 3 моль/л и С_В= 0, 4 моль/л. Константа скорости равна 0, 8. Вычислите, какова стала скорость реакции в тот момент, когда концентрация вещества А уменьшилась на 0, 1 моль. (Ответ: 6, 4 ^. 10^-3).

124. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при понижении температуры на 30°, время протекания реакции увеличилось в 64 раза? (Ответ: 4).

125. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры реакции от 20⁰ до 60⁰С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2? (Ответ: 16).

126. Как изменится скорость реакции CO + Cl₂= COCl₂, если повысить давление в 3 раза? (Ответ: увеличится в 9 раз).

127. Скорость реакции А + 2В = АВ₂ при С_А= 0, 5моль/л и С_В= 0, 06моль/л равна 0, 18. Определите константу скорости реакции. (Ответ: 100).

128. Реакция идет по уравнению H₂ +I₂=2HI. Константа скорости равна 0, 16. Исходные концентрации водорода и иода соответственно равны 0, 04моль/л и 0, 05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда концентрация Н₂станет равной 0, 03 моль/л. (Ответ: 3, 2 ^. 10^-3; 1, 9 ^. 10^-3).

129. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

а) S(к) + О₂(г) = SO₂(г); б ) 2SO₂(г) + О₂(г) = 2SO₃(г)

Как изменится скорость каждой из этих реакций, если объем каждой из систем уменьшить в 4 раза? (Ответ: увеличится в 16 раз, 64 раза).

130. Константа скорости реакции 2А + В = D равна 0, 8. Начальные концентрации: С_А= 2, 5 моль/л и С_В = 1, 5 моль/л. В результате реакции концентрация вещества С_Воказалась равной 0, 6 моль/л. Вычислите, чему стала равна С_Аи скорость реакции. (Ответ: 0, 7; 0, 235).

131. При 70⁰С некоторая реакция заканчивается за 56 с. Сколько времени будет длиться эта реакция при 100⁰С, если температурный коэффициент реакции равен 2? (Ответ: 7с).

132. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры на 40 градусов, если температурный коэффициент равен 3? (Ответ: 81).

133. Как изменится скорость реакции 2А + В = С, если объем газовой смеси увеличить 3 раза? (Ответ: уменьшится в 27 раз).

134. При 10⁰С реакция заканчивается за 20 минут. Сколько времени будет длиться реакция при повышении температуры до 40⁰С, если температурный коэффициент равен 3? (Ответ: 44, 4 с).

135. Как изменится скорость реакции 2NO + O₂= 2NO₂, если давление в сосуде увеличить в 2 раза? (Ответ: увеличится в 8 раз).

136. Скорость реакции А + 2В = АВ₂ при С_А= 0, 15моль/л и С_В= 0, 4моль/л равна 0, 28. Определите константу скорости. (Ответ: 11, 67).

137. Как изменится скорость реакции 2А + В = А₂В, если концентрацию вещества А увеличить в 3 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза? (Ответ: увеличится в 4, 5 раза).

138. Как изменится скорость реакции N₂+ 3H₂= 2NH₃, если объём газовой смеси увеличится в 2 раза? (Ответ: уменьшится в 16 раз).

139. В системе 2NO + O₂ = 2NO₂ концентрацию NO увеличили в 3 раза, а концентрацию O₂ в 2 раза. Во сколько раз возросла скорость реакции? (Ответ: 18).

140. При 100°С некоторая реакция заканчивается за 16 минут. Принимая температурный коэффициент скорости равный 2, рассчитать через какое время закончится эта реакция при 60°С. (Ответ: 256 мин).

Химическое равновесие

Химические реакции делятся на необратимые и обратимые. Необратимые реакции протекают только в прямом направлении (до полного израсходования одного из реагирующих веществ), обратимые реакцуии протекают как в прямом, так и в обратном направлениях (при этом ни одно из реагирующих веществ не расходуется полностью).

Состояние обратимого процесса, при котором скорости прямой и обратной реакции равны, называется химическим равновесием. Концентрации реагирующих веществ, которые устанавливаются при химическом равновесии, называются равновесными. Для обратимых процессов закон действия масс может быть сформулирован в следующем виде: отношение произведения концентраций продуктов реакции в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, к произведению концентраций исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, является величиной постоянной при данной температуре. Эта величина называется константой равновесия. Равновесные концентрации принято обозначать не символом «С», а формулой вещества, помещенной в квадратные скобки, например, , а константу равновесия, выражаемую через концентрации – К_С. Для обратимой реакции aA+bB dD+fF математическое выражение закона действия масс имеет вид:

Химическое равновесие остается неизменным до тех пор, пока условия равновесия, при которых оно установилось, сохраняются постоянными. При изменении условий равновесия прямая и обратная реакция начинают протекать с разными скоростями, и равновесие нарушается. Через некоторое время скорости прямой и обратной реакций станут равными и в системе вновь наступит равновесие, но уже с новыми равновесными концентрациями всех веществ. Переход системы из одного равновесного состояния в другое называется смещением равновесия. Направление смещения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывать внешнее воздействие, то равновесие смещается в направлении ослабляющем эффект внешнего воздействия.

При увеличении концентрации исходных веществ или уменьшении концентрации продуктов реакции равновесие смещается в сторону продуктов реакции. При увеличении концентраций продуктов реакции или уменьшении концентраций исходных веществ равновесие смещается в сторону исходных веществ.

Когда в реакциях участвуют газы, равновесие может нарушиться при изменении давления. При увеличении давления в системе равновесие смещается в сторону реакции, идущей с уменьшением числа молекул газа, т.е. в сторону понижения давления; при уменьшении давления равновесие смещается в сторону реакции, идущей с возрастанием числа молекул газов, т.е. в сторону увеличения давления.

При повышении температуры равновесие смещается в направлении эндотермической, при понижении – в направлении экзотермической реакции.

Примеры решения задач

Пример 8.1. При некоторой температуре в системе N₂(г) + 3Н₂(г) 2NH₃(г) равновесные концентрации составляли (моль/л): [N₂]= 1, 5; [H₂] = 1, 7; [NH₃] = 2, 6. Вычислите константу равновесия этой реакции и исходные концентрации азота и водорода.

Решение. Константа равновесия данной реакции выражается уравнением . Подставляя данные задачи, получаем: .

Исходные концентрации азота и водорода находим на основе уравнения реакции. Согласно уравнению реакции на образование 2 моль NH₃ расходуется 1 моль N_.2. По условию задачи образовалось 2, 6 моль NH₃, на что израсходовалось 1, 3 моль N₂. Учитывая равновесную концентрацию азота, находим его исходную концентрацию: С_N2= 1, 5 + 1, 3 = 2, 8 моль/л.

По уравнению реакции на образование 2 моль NH₃ необходимо 3 моль H₂, а для получения 2, 6 моль NH₃ требуется 3× 2, 6 / 2 = 3, 9 моль H₂. Исходная концентрация водорода С_Н₂= 1, 7 + 3, 9 = 5, 6 моль/л. Таким образом, К_С= 0, 92, исходные концентрации С_N2= 2, 8 моль/л, СH₂= 5, 6 моль/л.

Пример 8.2. Реакция протекает по уравнению А + В D + F. Определите равновесные концентрации реагирующих веществ, если исходные концентрации веществ А и В, соответственно, равны 2 и 1, 2 моль/л, а константа равновесия реакции К_С= 1.

Решение. Так как все вещества в данной реакции реагируют в одинаковых соотношениях, обозначим изменение концентрации всех реагирующих веществ через x. К моменту установления равновесия образовалось х моль D и х моль F и соответственно [D] = x; [F] = x. По уравнению реакции на столько же уменьшились концентрации А и В, т. е. [A] = 2 – x; [B] = 1, 2 – x. Подставим равновесные концентрации в выражение константы равновесия:

К_С= ; 1= ; х = 0, 75.

Отсюда равновесные концентрации: [D] = 0, 75 моль/л; [F] = 0, 75 моль/л; [A] = 2 – 0, 75 = 1, 25 моль/л; [B] = 1, 2 – 0, 75 = 0, 45 моль/л.

Пример 8.3. Реакция протекает по уравнению 2SO₂+ O₂ 2SO₃. В каком направлении сместится химическое равновесие, если объем системы уменьшить в 3 раза?

Решение. До изменения объема скорости прямой и обратной реакций выражались уравнениями:

vпр = ; vобр = .

При уменьшении объема в 3 раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в 3 раза. После увеличения концентрации скорость прямой реакции стала: vпр = k₁× (3 )²× (3 ) = k₁× 9 × 3 = 27k₁ , т. е. возросла в 27 раз; а скорость обратной vобр = k₂× (3 )² = k₂× 9 = 9k₂ , т. е. возросла в 9 раз. Следовательно, равновесие сместится в сторону прямой реакции (вправо).

Пример 8.4. В какую сторону сместится химическое равновесие реакции А + В D, если повысить температуру на 30°? Температурные коэффициенты скорости прямой и обратной реакции, соответственно, равны 2 и 3.

Решение. При повышении температуры на 30° скорость прямой реакции возрастет в раз, а скорость обратной в раз. Так как скорость обратной реакции возросла в 27 раз, а скорость прямой в 8 раз, то равновесие этой реакции при повышении температуры сместится в сторону обратной реакции (влево).

Пример 8.5. Как изменятся скорости прямой и обратной реакции, если в системе 2NO(г) + О₂(г) 2NO₂(г) уменьшить давление в 2 раза? Произойдет ли при этом смещение равновесия? Если да, то в какую сторону?

Решение. До уменьшения давления выражения для скорости прямой и обратной реакции имели вид v_пр= k₁ , v_обр= k₂ .

При уменьшении давления в 2 раза концентрации каждого из реагирующих веществ уменьшаются в 2 раза, так как общий объем системы увеличивается в 2 раза.

Тогда ; .

В результате уменьшения давления скорость прямой реакции уменьшилась в 8 раз, а скорость обратной – в 4 раза. Таким образом, скорость обратной реакции будет в 2 раза больше, чем прямой, и смещение равновесия произойдет в сторону обратной реакции, т. е. в сторону разложения NO₂.

Задачи

141. При нагревании диоксида азота в закрытом сосуде до некоторой температуры равновесие реакции 2NO₂ 2NO + O₂установилось при следующих концентрациях: [NO₂] = 0, 4 моль/л; [NO] = 1 моль/л; [O₂] = 0, 5 моль/л. Вычислите константу равновесия для этой температуры и исходную концентрацию диоксида азота. (Ответ: 3, 125; 1, 4 моль/л).

142. Реакция протекает по уравнению АВ А + В. При некоторой температуре из 1 моль АВ, находящегося в закрытом сосуде емкостью 20 л, разлагается 0, 6 моль АВ. Определите константу равновесия. (Ответ: 0, 045).

143. Константа равновесия реакции N₂O₄ 2NO₂равна 0, 16 при 375 К. Равновесная концентрация NO₂ равна 0, 09 моль/л. Вычислите равновесную концентрацию N₂O₄. (Ответ: 0, 051 моль/л).

144. Рассчитайте равновесную концентрацию О₃ и константу равновесия в реакции 3О₂(г) 2О₃(г), если начальная масса О₂ равна 24 г, а равновесная концентрация О₂ равна 0, 6 моль/л. (Ответ: 0, 1 моль/л; 0, 046).

145. Используя справочные данные табл. 1 приложения, рассчитайте Δ Н⁰ реакции, протекающей по уравнению 2NO₂(г) 2NO(г) + O₂(г) и определите, в какую сторону сместится равновесие при охлаждении системы.

146. Рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ в гетерогенной системе FeO(к) + CO(г) Fe(к) + CO₂(г), если начальная концентрация СО составляла 2 моль/л, константа равновесия К_С=0, 6. (Ответ: 1, 25 моль/л; 0, 75 моль/л.).

147. При состоянии равновесия системы N₂+ 3H₂ 2NH₃концентрации веществ были (моль/л): [N₂] = 0, 3; [H₂] = 0, 9; [NH₃] = 0, 4. Рассчитайте, как изменятся скорости прямой и обратной реакции, если давление увеличить в 4 раза. В каком направлении сместится равновесие? (Ответ: 256; 16).

148. Вычислить константу равновесия для гомогенной системы:

CO(г) + H₂O(г) СO₂(г)+H₂(г), если равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO]=0, 004 моль/л; [H₂O]=0, 064 моль/л; [CO₂]=0, 016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО? (Ответ: 16; 0, 08; 0, 02).

149. В начальный момент протекания реакции

NiO(к) + Н₂(г) Ni(к) + H₂O(г) концентрации были равны (моль/л): С_Н₂= 0, 5; С_Н₂_О= 1, 7. Рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ, если К_С= 5, 66. (Ответ: 0, 33 моль/л; 1, 87 моль/л).

150. В реакторе при некоторой температуре протекает реакция

СО₂+ Н₂ СО + Н₂О. Определите константу равновесия, если в начальный момент С_Н₂= 2, 15 моль/л, С_СО₂= 1, 25 моль/л, а к моменту равновесия прореагировало 60% начального количества СО₂. (Ответ: 0, 8).

151. Определите, в какую сторону произойдет смещение равновесия реакции CO₂(г) + 4Н₂(г) СН₄(г) + 2Н₂О(г) при следующих воздействиях: а) увеличение давления; б) повышение концентрации СО₂.

152. В какую сторону сместится равновесие реакции 2АВ А₂ + В₂, если повысить температуру на 40°С? Температурные коэффициенты прямой и обратной реакции соответственно равны 4 и 3.

153. Рассчитайте К_С реакции PCl₅(г) PCl₃(г) + Cl₂(г) при 500 К, если к моменту равновесия разложилось 54% PCl₅, а исходная концентрация PCl₅ была равна 1 моль/л. (Ответ: 0, 634).

154. После смешивания газов А и В в системе А(г) + В(г) С(г) +D(г) устанавливается равновесие при следующих концентрациях: [B] = 0, 5 моль/л; [C] = 0, 2 моль/л. Константа равновесия реакции равна 4× 10^-². Найти исходные концентрации вещества А и В. (Ответ: 2, 2; 0, 7).

155. Найти константу равновесия реакции N₂O₄ 2NO₂, если начальная концентрация N₂O₄ составляла 0, 08 моль/л, а к моменту наступления равновесия разложилось 50% N₂O₄. (Ответ: 0, 16).

156. В каком направлении сместится равновесие реакции

А₂(г) + В₂(г) 2АВ(г), если давление увеличить в 2 раза и одновременно повысить температуру на 10 градусов? Температурные коэффициенты скорости прямой и обратной реакций равны соответственно 2 и 3.

157. Какими воздействиями на систему

А(г) + В(г) АВ(г); DН°< 0

можно увеличить равновесную концентрацию продукта реакции АВ?

158. Константа равновесия реакции FeO(к) + СО(г) Fe(к) + СО₂(г) при некоторой температуре равна 0, 5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации этих веществ составляли: [CO]₀ = 0, 08 моль/л; [CO₂]₀=0, 02 моль/л. (Ответ: 0, 67; 0, 33).

159. Система N₂(г) + 3Н₂(г) 2NH₃(г); DН°= - 92, 4 кДж находится в состоянии равновесия. Определить, в каком направлении сместится равновесие: а) с ростом температуры; б) при повышении давления; в) при понижении концентрации NH₃?

160. Система С(графит) + СО₂(г) 2СО(г); DН°=172, 5 кДж находится в состоянии равновесия. Как повлияет на равновесие системы: а) повышение температуры; б) понижение давления; в) понижение концентрации СО₂?

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒