5. Химическая кинетика и равновесие Задачи контрольной работы 41. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениях: а) S(К)+O2(Г)=SO2(Г) ; б) 2SO2(Г)+O2(Г)=2SO3(Г). Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза? 42. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы N2+3H22NH3. Как изменится скорость прямой реакции - образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза? 43. Реакция идет по уравнению N2+O2=2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были [N2]=0,049 моль/л, [O2]=0,01моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент когда [NO]=0,005 моль/л. 44. Реакция идет по уравнению N2+3Н2=2NН3. Концентрации участвующих в ней веществ были [N2]=0,80 моль/л , [Н2]=1,5 моль/л , [NН3]=0,10 моль/л . Вычислите концентрацию водорода и аммиака , когда [N2]=0,5 моль/л. 45. Реакция идет по уравнению H2+I2= 2HI. Константа скорости этой реакции при 5080С равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ [Н2]=0,04 моль/л , [I2]=0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее, когда [Н2]=0,03 моль/л. 46. Вычислите во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 800С. Температурный коэффициент скорости реакции 3. 47. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 600С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2. 48. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 300, если температурный коэффициент скорости данной реакции 3. 49. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы 2SO2+O22SO3. Как изменится скорость прямой реакции- образования SO3, если увеличить концентрацию SO2 в три раза. 50. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы СН4+СО22СО+2Н2. Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Реакция образования водорода эндотермическая.   Примеры решения задач раздела 5 Пример 1. Определить скорость прямой элементарной газовой реакции в начальный момент времени и через некоторое время при изменении концентрации реагентов. 2SO2 + O2 = 2SO3, если [SO2]= 5 моль/л, [O2]= 3 моль/л, k = 6 . Изменение концентрации О2 на 1 моль/л. Решение: В начальный момент времени скорость прямой реакции была равна: v = kC2 SO2 CO2 = 6*52*3 = 450 моль/л с Найдем концентрацию исходных веществ через какое-то время, когда концентрация кислорода изменилась на 1 моль/л, тогда [O2] = 3 - 1 = 2 моль/л. С изменением кислорода меняется концентрация и [SO2] соответственно, составляем пропорцию : 1 моль - на 1 моль/л 2 моля - на х моль/л тогда моль/л, следовательно [SO2]= 5 - 2 = 3 моль/л. Тогда скорость по истечении времени станет равна: v = kC2 SO2 CO2 = 6*32*3 =108 моль/л с. Пример 2. Константа равновесия гомогенной системы : СО(г) + Н2О (г) = СО2 (г) + Н2 (г) при 8500С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО]исх=3 моль/л, [Н2О]исх=2 моль/л. Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакции равны, а отношение констант этих скоростей постоянно и называется константой равновесия данной системы: vпр= k1 [CO][H2O] ; v = k2[CO2][H2]; В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение КС входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [CO2]= х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По стольку же молей (х моль/л) СО и Н2О расходуется для образования по х молей СО2 и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ [CO2]= [H2] =х моль\л ; [CO]= (3 - х) моль/л; [H2O]= (2 - х) моль/л. Зная константу равновесия, находим значение х, а затем исходные концентрации всех веществ: ; х2=6-2х-3х+х2; 5х=6; х=1,2 моль/л. Таким образом, искомые равновесные концентрации: [CO]=3-1,2=1,8 моль/л; [H2O]=2-1,2= 0,8 моль/л ; [CO2]=1,2 моль/л; [H2]=1,2 моль/л.   Пример 3. Эндотермическая реакция разложения пентохлорида фосфора протекает по уравнению: PCl5(г)PCl3(г)+Cl2(г) ; H= +92,59 кДж Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции - разложения PCl5? Решение. Cмещением или сдвигом химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление в котором сместилось равновесие, определяется по принципу Ле Шателье: а) так как реакция разложения PCl5 эндотермическая (H= +92,59), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру; б) так как в данной системе разложение PCl5 ведет к увеличению объема (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещения равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации PCl5, так и уменьшением концентрации PCl3 или Cl2.

назад | оглавление | вперёд