Задачи и упражнения для самостоятельного решения. 4.1. Реакция протекает по уравнению 3Н2 + СО = СН4 + H2O.

4.1. Реакция протекает по уравнению 3Н₂ + СО = СН₄ + H₂O.

Начальные концентрации реагирующих веществ были (моль/л): = 0,8; C _CO = 0,6. Как изменится скорость реакции, если концентрацию водорода увеличить до 1,2, а концентрацию оксида углерода до 0,9 моль/л?

(Ответ: увеличится в 5 раз).

4.2. Реакция разложения N₂O идет по уравнению 2N₂O = 2N₂ + O₂. Константа скорости реакции равна 5·10^–4. Начальная концентрация = 0,32 моль/л.

Определить скорость реакции в начальный момент и в тот момент, когда разложится 50 % N₂O. (Ответ: 5,12 ^. 10^-5; 1,28 ^. 10^-5).

4.3. Реакция между веществами А и В выражается уравнением А + 2В = D. Начальные концентрации (моль/л): С _А = 0,3 и С _В = 0,4. Константа скорости равна 0,8. Вычислить начальную скорость реакции и определить, как изменилась скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшилась на 0,1 моль. (Ответ: 3,84 ^. 10^-2; уменьшилась в 6 раз).

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

№ 4.5. Вычислить, при какой температуре реакция закончится за 45 мин, если при 20 °С на это потребуется 3 ч. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. (Ответ: 33 °С).

4.6. Как изменится скорость реакции CO + Cl₂ = COCl₂, если повысить давление в 3 раза и одновременно повысить температуру на 30 °С (γ = 2)?

(Ответ: увеличится в 72 раза).

4.7. Реакции протекают по уравнениям:

С (к) + О₂ (г) = СО₂ (г); (1)

2СО (г) + О₂ (г) = 2СО₂ (г). (2)

Как изменится скорость (1) и (2) реакций, если в каждой системе: а) уменьшить давление в 3 раза; б) увеличить объем сосуда в 3 раза; в) повысить концентрацию кислорода в 3 раза? (Ответ: а) уменьшится в (1) в 3, во (2) в 27 раз;

б) уменьшится в (1) в 3, во (2) в 27 раз; в) увеличится в (1) и (2) в 3 раза).

4.8. Реакция идет по уравнению H₂ + I₂ = 2HI. Константа скорости равна 0,16. Исходные концентрации Н₂ и I₂ соответственно равны 0,04 и 0,05 моль/л. Вычислить начальную скорость реакции и ее скорость, когда концентрация Н₂ станет равной 0,03 моль/л. (Ответ: 3,2 ^. 10^-4; 1,9 ^. 10^-4).

4.9. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

S (к) + О₂ (г) = SO₂ (г); (1)

2SO₂ (г) + О₂ (г) = 2SO₃ (г). (2)

Как изменится скорость (1) и (2) реакций, если в каждой системе: а) увеличить давление в 4 раза; б) уменьшить объем сосуда в 4 раза; в) повысить концентрацию кислорода в 4 раза? (Ответ: а) увеличится в (1) в 4, во (2) − в 64 раза; б) увеличится в (1) в 4, во (2) − в 64 раза; в) увеличится в (1) и (2) в 4 раза.

4.10. Константа скорости реакции 2А + В = D равна 0,8. Начальные концентрации (моль/л): С _А = 2,5 и С _В = 1,5. В результате реакции концентрация вещества С _В оказалась равной 0,6 моль/л. Вычислить, чему стала равна С _А и скорость реакции. (Ответ: 0,7 моль/л; 0,235).

4.11. Реакция протекает по уравнению

4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂.

Через некоторое время после начала реакции концентрации участвующих в ней веществ стали (моль/л): = 0,85; = 0,44; = 0,30. Вычислить начальные концентрации HCl и О₂. (Ответ: = 1,45; = 0,59 моль/л).

4.12. Начальные концентрации веществ в реакции СО + Н₂О ↔ СО₂ + Н₂ были равны (моль/л): C _CO = 0,5; = 0,6; = 0,4; = 0,2. Вычислить концентрации всех участвующих в реакции веществ после того, как прореагировало 60 % Н₂О. (Ответ: C _CO = 0,14; = 0,24; = 0,76; = 0,56 моль/л).

4.13. Как изменится скорость реакции 2СО + О₂ = СО₂, если: а) объем реакционного сосуда увеличить 3 раза; б) увеличить концентрацию СО в 3 раза; в) повысить температуру на 40 °С (γ = 2)? (Ответ: а) уменьшится в 27 раз; б) увеличится в 9 раз; в) увеличится в 16 раз).

4.14. При 10 °С реакция заканчивается за 20 мин. Сколько времени будет длиться реакция при повышении температуры до 40 °С, если температурный коэффициент равен 3? (Ответ: 44,4 с).

4.15. Во сколько раз следует увеличить а) концентрацию СО в системе 2СО = СО₂ + С, чтобы скорость реакции возросла в 4 раза? б) концентрацию водорода в системе N₂ + 3H₂ = 2NH₃, чтобы скорость реакции возросла в 100 раз? в) давление в системе 2NO + O₂ = 2NO₂, чтобы скорость образования NO₂ возросла в 10³ раз? (Ответ: 2 раза; 4,64 раза; 10 раз).

4.16. Скорость реакции А + 2В = АВ₂ при С _А = 0,15 и С _В = 0,4 моль/л равна 2,4∙10⁻³. Определить константу скорости и скорость реакции, когда концентрация В станет 0,2 моль/л. (Ответ: 0,1; 2∙10^-4).

4.17. Как изменится скорость реакции 2А + В = А₂В, если концентрацию вещества А увеличить в 3 раза, концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза, а температуру повысить на 40 °С (γ = 2)? (Ответ: увеличится в 72 раза).

4.18. Реакция идет по уравнению 2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O. Через некоторое время после начала реакции концентрации участвующих в ней веществ стали (моль/л): = 0, 009; = 0,02; = 0,003. Вычислить: а) концентрацию водяного пара в этот момент; б) исходные концентрации сероводорода и кислорода. (Ответ: = 0,003; = 0,012; = 0,0245 моль/л).

4.19. Две реакции протекают при 25 °С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2, второй – 3. Найти отношение этих скоростей при 75 °С. (Ответ: V ₂/ V ₁ = 7,59).

4.20. Реакция идет по уравнению N₂ + 3H₂ = 2NH₃. Через некоторое время после начала реакции концентрации реагирующих веществ были (моль/л):

= 0,8; = 1,5; = 0,1. Вычислить концентрации веществ в момент, когда концентрация N₂ стала 0,5 моль/л. (Ответ: = 0,6; = 0,7 моль/л).