ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ

 

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 8.1. Для реакции А(г) + 2В(г) = С(г):

1. Написать математическое выражение для скорости реакции.

2. Найти начальную скорость реакции при температуре 100^оС исходя из следующих данных: С_А = 0, 3 моль/л, С_В = 0, 5 моль/л.

3. Как изменится скорость реакции при увеличении концентрации В на 0, 1 моль?

4. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры на 30^оС (температурный коэффициент γ = 2)? Решение.

1. А(г) + 2В(г) → С(г); V = K C_A C²_B .

2. Начальная скорость реакции при 100^оС V₁ = K C_AC²_B = 0, 4 ( 0, 3) ( 0, 5)² = 0, 03.

3. При увеличении концентрации В на 0, 1 моль, скорость реакции

равна V₂ = 0, 4 · 0, 3 · (0, 5 + 0, 1)² = 0, 0432, то есть происходит изменение скорости

0, 4 · 0, 3 · 0, 6² 0, 36 = 1, 44 (увеличение в 1, 44 раза).

0, 4 · 0, 3 · 0, 52 0, 25

4. Vt₂ = Vt₁ · γ ·exp (t₂ – t₁) / 10 = Vt₁ · 2 ^{(130 – 100) / 10} = Vt₁ · 2³ = 8.

При повышении температуры на 30^оС скорость реакции увеличилась в 8 раз.

 

Задача 8.2.

Вычислить состав равновесной смеси и константу равновесия (К_р) реакции CO + Cl₂ COCl₂, если исходные концентрации СО = 0, 03 моль/л, Cl₂ = 0, 02 моль/л, равновесная концентрация [СО] = 0, 021 моль/л.

Решение.

1. Равновесные концентрации компонентов в системе [СО] = 0, 021, то есть прореагировало СО – 0, 009 моль/л (0, 03 – 0, 021).

Такое же количество Cl₂ вступило в реакцию и, следовательно, равновесная концентрация Cl₂ будет 0, 02 – 0, 009 = 0, 011 моль/л; образовалось COCl₂ – 0, 009 моль/л.

2. Константа равновесия реакции

К = [COCl₂] / [ СО] · [Cl ], K = 0, 009 / 0, 021·0, 011 = 39.

0108. Окисление серы и ее диоксида протекают по уравнениям:

а) S(к) + О₂(г) = SО₂(г); б) 2SO₂(г) + O₂(г) = 2SO₃(г). Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

0208. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной

 

системы: N₂ + ЗН₂ 2NH₃. Как изменится скорость прямой реакции – – образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в 3 раза?

0308. Реакция идет по уравнению N₂ + О₂ 2NО. Концентра- ции исходных веществ до начала реакции были: C_M(N₂) = 0, 049 моль/л, C_M(O₂)= = 0, 01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда концентрация NO стала равной 0, 005 моль/л.

0408. Реакция идет по уравнению N₂ + ЗН₂ 2NH₃

Концентрации участвующих в ней веществ были: C_M(N₂) = 0, 80 моль/л, C_M(H₂) = 1, 5 моль/л, C_M(NH₃) = 0, 10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда концентрация азота стала равной 0, 50 моль/л.

0508. Реакция идет по уравнению Н₂ + I₂ = 2НI. Константа скорости этой реакции при 508°С равна 0, 16. Исходные концентрации реагирующих веществ были: C_M(H₂) = 0, 04 моль/л, C_M(I₂) = 0, 05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее. когда концентрация водорода стала равной 0, 03 моль/л.

0608. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 °С до 80 °С. Температурный коэффициент скорости реакции равен трем.

0708. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60⁰, если температурный коэффициент скорости данной реакции равен двум?

0808. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 30⁰, если температурный коэффициент скорости данной реакции равен трем?

0908. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: 2SO₂ + O₂ 2SO₃. Как изменится скорость прямой реакции – образования серного ангидрида, если увеличить концентрацию SО₃ в 3 раза?

1008. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: СН₄ + СО₂ 2СО + 2Н₂. Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция – образование водорода – эндотермическая.

1108. Реакция идет по уравнению 2NO + O₂ = 2NO. Концентрации исходных веществ были: С_М(NO) = 0, 03 моль/л, С_М(О₂) = 0, 05 моль/л. Как изменится скорость реакции, если увеличить концентрацию кислорода до 0, 10 моль/л и концентрацию NO до 0, 06 моль/л ?

1208. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы: СО₂ + С 2СО. Как изменится скорость прямой реакции – образования СО, если концентрацию СО₂уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

1308. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С + H₂O(г) CO + Н₂. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции – образования водяных паров?

1408. Равновесие гомогенной системы

4HCl(г) + O₂(г) 2H₂O(г) + 2С1₂ (г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ:

[Н₂О] = 0, 14 моль/л, [Сl₂] = 0, 14 моль/л, [НСl] = 0, 20 моль/л,

[О₂] = 0, 32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлористого водорода и кислорода.

1508. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО(г) + H₂O(г) CО₂(г) + Н₂(г), если равновесные концентрации реагирующих веществ [СО] = 0, 004 моль/л, [Н₂О] = 0, 064 моль/л, [СО₂] = 0, 016 моль/л, [Н₂] = 0, 016 моль/л.

1608. Константа равновесия гомогенной системы

СО(г) + H₂O(г) CО₂(г) + Н₂(г) при некоторой температуре равна1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации С_М (СО) = 0, 10 моль/л, С_М(Н₂О) = 0, 40 моль/л. 1708. Константа равновесия гомогенной системы N₂ + ЗН₂ 2NН₃ при температуре 400° равна 0, 1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0, 2 моль/л и 0, 08 моль/л. Вычислите равновесную и начальную концентрацию азота.

1808. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы

2NO + O₂ 2NO₂установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO] = 0, 2 моль/л, [О₂] = 0, 1 моль/л, [NO₂] = 0, 1 моль/л. Вычислите константу равновесия реакции и исходную концентрацию NО и О₂.

1908. Почему при изменении давления смещается равновесие

системы N₂ + ЗН₂ 2NН₃ и не смещается равновесие системы N₂ + O₂ 2NO? Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

2008. Исходные концентрации NO и Сl₂в гомогенной системе

2NO + C1₂ 2NOCl составляют соответственно 0, 5 и 0, 2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20 % NO.

2108. Окисление серы и ее диоксида протекают по уравнениям:

а) S(к) + О₂(г) = SО₂(г), б) 2SO₂(г) + O₂(г) = 2SO₃(г). Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

2208. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: N₂ + ЗН₂ 2NH₃. Как изменится скорость прямой реакции – – образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в 3 раза?

2308. Реакция идет по уравнению N₂ + О₂ 2NО. Концентрации исходных веществ до начала реакции были: C_M(N₂) = 0, 049 моль/л, C_M(O₂)= = 0, 01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда концентрация NO стала равной 0, 005 моль/л.

2408. Реакция идет по уравнению N₂ + ЗН₂ 2NH₃. Концен- трации участвующих в ней веществ были: C_M(N₂) = 0, 80 моль/л, C_M(H₂) = 1, 5 моль/л, C_M(NH₃) = 0, 10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда концентрация азота стала равной 0, 50 моль/л.

2508. Реакция идет по уравнению Н₂ + I₂ = 2НI. Константа скорости этой реакции при 508°С равна 0, 16. Исходные концентрации реагирующих веществ были: C_M(H₂) = 0, 04 моль/л, C_M(I₂) = 0, 05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее. когда концентрация водорода стала равной 0, 03 моль/л.

2608. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 °С до 80 °С. Температурный коэффициент скорости реакции равен трем.

2708. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60⁰, если температурный коэффициент скорости данной реакции равен двум?

2808. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 30⁰, если температурный коэффициент скорости данной реакции равен трем?

2908. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы 2SO₂ + O₂ 2SO₃. Как изменится скорость прямой реакции – образования серного ангидрида, если увеличить концентрацию SО₃ в 3 раза?

3008. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: СН₄ + СО₂ 2СО + 2Н₂. Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция – образование водорода – эндотермическая.

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: