Задачи для самостоятельного решения. 181.Записать кинетическое уравнение для прямой и обратной реакций:

 

181. Записать кинетическое уравнение для прямой и обратной реакций:

2H₂S _{(г )}+ O_{2 (г)} ⇄ 2S _(к) + 2H₂O _{( г)}.

Как изменится скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию H₂S в три раза?

Ответ: увеличится в 9 раз.

182. Определить, какая из реакций является гомогенной. Записать кинетические уравнения для обеих реакций:

а) H_{2 г)} + Br_2(г) ⇄ 2HBr_(г), б) FeO_(к) + CO _(г) ⇄ CO_2(г)+Fe _(к).

Что произойдёт со скоростью гомогенной реакции, если в системе увеличить давление в два раза?

Ответ: возрастёт в 4 раза.

183. Определите энергию активации реакции, если при увеличении температуры от 330 до 400 К константа скорости реакции увеличилась в 10⁵ раз.

Ответ: 180,2 кДж.

184. Реакция идет по уравнению

Н_2(г) + J_2(г) ⇄ 2HJ_(г).

Константа скорости равна 0,16, исходные концентрации [H₂] = 0,04 моль/л, [J₂] = 0,05 моль/л. Вычислить начальную скорость реакции и скорость, когда [H₂] = 0,03 моль.

Ответ: 3,2∙10 ^-4с ^-1; 1,92∙10 ^-4с ^-1.

185. Какая из реакций является гетерогенной? Записать кинетические уравнения для обеих реакций:

а) N_2(г) + O_{2(г )} ⇄ 2NO_{( г)}, б) CaCO_3(к) ⇄ CaO_(к)+ CO_2(г).

Что произойдёт со скоростью гомогенной реакции, если в системе уменьшить давление в три раза?

Ответ: уменьшится в 9 раз.

186. Определить, какая из реакций протекала с большей средней скоростью, если за единицу времени в первой образовался сероводород массой 32 г, а во второй – йодоводород массой 10 г

Ответ: первая реакция.

187. Чему равна энергия активации реакции, если при повышении температуры от 290 К до 300 К скорость её увеличилась в 2 раза?

Ответ: 50 кДж.

188. Найти температурный коэффициент, если при увеличении температуры на 25 °С скорость реакции возрастает в 8 раз.

Ответ: 2,3

189. Определить скорость реакции:

2HBr _(г) ⇄ H_{2 (г)} + Br_{2 (г)},

если масса HBr до разложения составляла 10 г, а реакция закончилась за 10 секунд.

Ответ: 0,0125 моль∙с^-1

190. Определить, какое количество диоксида углерода разложилось по реакции: 2CO_{2 (г)} ⇄ 2CO _{( г)} + O_{2 (г)}, если реакция произошла за 3 минуты со скоростью равной 0,01 моль/л∙с.

Ответ:158,4г.

191. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций в системе: 3O_{2 (г)} ⇄ 2O_{3 (г)}, если увеличить давление в 4 раза?

Ответ: увеличится: прямой в 64 раза, обратной в16 раз.

192. Энергия активации некоторой реакции равна 75 кДж/моль. Использование катализатора уменьшает энергию активации на 22,8 кДж/моль. Во сколько раз возрастёт скорость реакции в присутствии катализатора, если реакция протекает при 298 К?

Ответ: 10⁴.

193. Чему равен температурный коэффициент реакции, если при увеличении температуры на 100 °С скорость реакции возрастает в 10 раз?

Ответ: 3.

194. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций в системе: 2SO_{2 (г)} + O_{2 (г )} ⇄ 2SO_{3 (г)}, если объем реакционного пространства уменьшится в 2 раза?

Ответ: увеличится: прямой в 8 раз, обратной в 4 раза.

195. Константа скорости реакции 2НI _(г) ⇄ Н_{2 (г)} + I_{2 (г)} при температуре 673 К равна 2,2∙10^-4, а при 973 К равна 8,33. Вычислить энергию активации этой реакции.

Ответ: 185,0 кДж.

196. Для той из реакций, которая является гетерогенной, записать кинетическое уравнение и вычислить, во сколько раз изменится скорость прямой реакции, если давление в системе уменьшить в 5 раз:

а) Na₂CO_3(к)+ CO_2(г) + H₂O_{( г)} ⇄ 2NaHCO_3(к);

б) H_2(г)+ I_2(г) ⇄ 2HI _(г).

Ответ: уменьшится в 25 раз.

197. Чему равен температурный коэффициент, если при увеличении температуры от 50 до 100 °С, скорость реакции возрастает в 32 раза?

Ответ: 2.

198. Реакция между веществами А и В протекает по уравнению 2A _(г) + B _(г) ⇄ C _(г). Начальная концентрация ве-щества А равна 5 моль/л, а вещества В – 3 моль/л. Константа скорости реакции имеет значение 0,6 л²∙моль^-2∙с^-1. Вычислить начальную скорость реакции.

Ответ: 45 моль∙с^-1.

199. При 150 °С реакция заканчивается за 16 минут. Принимая температурный коэффициент равным 2,5, рассчитать, через какое время закончится эта реакция при: а) 200 ⁰С, б) 80 ⁰С.

Ответ: 9,8 с.; 162ч 46 мин.

200. Как изменится скорость прямой реакции в системе:

2А _(г) ⇄ В _(г) + Д _(г),

если а) увеличить давление в3 раза; б) увеличить объём реакционной смеси в 2 раза?

Ответ: а) увеличится в 9 раз; б) уменьшится в 4 раза.

201. Напишите выражение констант равновесия следующих обратимых химических реакций:

а) N_{2 (г)} + О_{2 (г)} ⇄ 2NO _(г);

б) C _(тв) + CO_{2 (г)} ⇄ 2 СО _(г);

в) 4HCl _(г) + O_{2 (г)} ⇄ 2H₂O _(г) + 2Cl_{2 (г)}.

202. Напишите выражение для константы равновесия реакции:

СН_{4 (г)} + СО_{2 (г)} ⇄ 2СО _(г) + 2Н_{2 (г)} – Q.

Как следует изменить давление и температуру, чтобы повысить выход водорода?

203. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций, и в какую сторону сместится равновесие в реакции, идущей по схеме:

А _(г) + 2В _(г) ⇄ С _(г),

если давление увеличить в 3 раза.

Ответ: увеличится: прямой в 27 раз, обратной в 3раза.

204. Реакция идет по уравнению N_2(г) + 3H_2(г) ⇄ 2NH_3(г). Исходные концентрации веществ: [N₂] = 0,8 моль/л, [H₂] = 1,5 моль/л, [N₂] = 0,5 моль/л. К_р = 4,5. Найти равновесные концентрации.

Ответ: [Н₂]_р= 0,6 моль/л; [NH₃]_р= 0,7 моль/л.

205. Исходные концентрации оксида углерода и паров воды соответственно равны 0,08 моль/л. Вычислите равновесные концентрации CO, H₂O, H₂ в газовой системе:

CO _(г) + H₂O _(г) ⇄ CO_{2 (г)} + H_{2 (г)},

если равновесная концентрация CO₂ оказалась равной 0,05 моль/л.

Ответ: 0,03 моль/л; 0,05 моль/л.

206. Изменениями, каких параметров можно сместить равновесие системы:

Н_{2 (г)} + Cl_{2 (г)} ⇄ 2HCl _(г)

в сторону образования хлороводорода?

207. Константа равновесия реакции

Н_{2 (г)} + J_{2 (г)} ⇄ 2HJ _(г)

равна 0,1. Равновесные концентрации (моль/л):: [Н₂]_р= 0,6 [HJ]_р = 0,18. Вычислите начальную и равновесную концентрации йода?

Ответ: 0,54 моль/л; 0,63 моль/л.

208. Константа равновесия реакции:

FeO _(тв) + СО _(г) ⇄ Fe _(тв) + СО_{2 (г),}

равна 0,2. Чему равны равновесные концентрации СО и СО₂, если их начальные концентрации равны (моль/л): [CO] = 0,05, [CO₂] = 0,01?

Ответ: 0,04 моль/л; 0,02 моль/л.

209. Для реакции

Cl_{2 (г)} + CO _(г)⇄ COCl_{2 (г).}

определите исходные концентрации хлора и оксида углерода, если равновесные концентрации равны (моль/л): [Cl₂] = 2,5; [CO]= 1,8; [COCl₂] = 3,2.

Ответ: 5,0 моль/л; 5,7 моль/л.

210. Составьте выражения констант равновесия для следующих процессов:

а) PCl_{3 (г)} + Cl_{2 (г)} ⇄ PCl_{5 (г)} ;

б) 3Fe _(тв) + 4H₂O _(г) ⇄ Fe₃O_{4 (тв)} + 4H_2(г);

в) 2CH_{4 (г)} + J_{2 (г)} ⇄ 2CH_{3 (г)} + 2HJ _(г).

211. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы СО_{2 (г)} + С_(тв) ⇄ 2СО _(г). Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

212. В момент равновесия реакции:

3А _(г) + В _(г) ⇄ 2С _(г)+ Д _(г)

концентрации веществ составляли (моль/л):

[A] = 0,03, [B] = 0,01, [C] = 0,008.

Каковы исходные концентрации веществ?

Ответ: [А] = 0,2 моль/л; [В] = 0,014 моль/л.

213. Константа равновесия системы

N_2(г) + 3H_2(г) ⇄ 2NH_3(г)

при 400 ºС равна 0,1. Равновесные концентрации (моль/л):

[H₂] = 0,2; [NH₃] = 0,08.

Вычислить равновесную и исходную концентрации азота.

Ответ: 8,0 моль/л; 8,04 моль/л.

214. Реакция идет по уравнению

2А_(г) + В_2(г) ⇄ 2АВ_(г).

Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В₂, чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость реакции не изменилась? Куда сместится равновесие при увеличении концентрации вещества В₂?

215. Реакция идет по уравнению

2NO_(г) + O_2(г) ⇄ 2NO_2(г).

Равновесные концентрации веществ равны (моль/л):

[NO] = 0,03; [O₂] = 0,05; [NO₂] = 0,16.

Рассчитать константу равновесия и указать, как можно повысить выход продукта?

Ответ: 569.

216. При синтезе аммиака N_2(г) + 3H_2(г) ⇄ 2NH_3(г) при некоторых условиях в равновесии находятся: 0,1 моль/л N₂; 0,2 моль/л Н₂ и 0,8 моль/л NH₃. Вычислить константу равновесия и рассчитать исходные концентрации N₂ и H₂.

Ответ: 800; [N₂]= 0,5 моль/л; [Н₂]= 1,4 моль/л.

217. Почему при изменении давления смещается равновесие системы

N_{2 (г)}+ 3H_{2 (г)} ⇄ 2NH_{3 (г)}

и не смещается равновесие системы

N_2(г) + O_{2 (г)} ⇄ 2NO (_г)?

Напишите выражения для констант равновесия.

218. Вычислить константу равновесия реакции

2SO_2(г) + O_2(г) ⇄ 2SO_3(г),

если [SO₂]_исх = 0,08, [O₂]_исх = 0,006 моль/л, а к моменту равновесия в смеси останется 20 % исходного количества SO₂.

Ответ: 5,7∙10².

219. Исходные концентрации NO и CI₂ в системе:

2NO _(г) + CI_2(г) ⇄ 2NOCI_(г)

составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту его наступления прореагировало 10 % NO.

Ответ: 0,416.

220. Реакция протекает по уравнению

А _(г) + В _(г) ⇄ 2С _(г).

Определите равновесные концентрации всех веществ, если начальные концентрации веществ А и В соответственно равны 0,5 и 0,7 моль/л, а константа равновесия равна 50.

Ответ: 0,06 моль/л; 0,26 моль/л; 0,88 моль/л.

Контрольные вопросы

1. Как называются системы, которые состоят: а) из од-

2. ной фазы; б) из двух и нескольких фаз?

3. Дайте понятие скорости в гомогенной и гетерогенной

4. реакций.

5. 3. Перечислите факторы, влияющие на скорость химической реакции.

6. Сформулируйте закон действующих масс и запишите его математическое выражение.

7. Чему равна константа скорости химической реакции?

8. Как формулируется правило Вант-Гоффа?

9. Какие молекулы называются активными?

10. Для чего необходима энергия активации?

11. Какие реакции называются необратимыми, а какие обратимыми? Приведите примеры

12. Что называется химическим равновесием?

13. Что такое константа равновесия?

14. Как формулируется принцип подвижного равновесия Ле-Шателье?

15. Как влияет давление на состояние химического равновесия? Приведите пример.

16. Как влияют температура и концентрация на состояние химического равновесия? Приведите пример.

17. Что такое фазовое равновесие?

18. 16.Сформулируйте правило фаз.

19. Дайте определение скорости химической реакции.

20. Как влияет концентрация исходных веществ и образующихся продуктов на скорость прямой реакции.

21. Сформулируйте правило Вант-Гоффа. Какое ограничение существует при использовании этого правила для оценки влияния температуры на скорость химической реакции?

22. Объясните физический смысл энергии активации.

23. В чем заключается сущность действия катализатора на скорость химической реакции?

7. Растворы 7.1. Общие свойства растворов

Раствор это гомогенная система, состоящая из растворителя и растворенного вещества (веществ), содержание которых можно изменять в некоторых пределах не нарушая однородности Растворитель – это вещество, агрегатное состояние которого принимает раствор.