6.94. Химическая реакция между газообразными веществами протекает по уравнению А + В = 2С. Константа равновесия реакции K = 4. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ, если их начальные концентрации были:

c(A) = 0,5 моль/л, c(B) = 0,4 моль/л, c(C) = 0.

6.95.Константа равновесия реакции CO2 (г) + H2 (г) ↔ СО(г) + H2O (г), протекающей в закрытом сосуде, равна 1. Начальные концентрации СО2 и Н2 составили соответственно 0,2 и 0,8 моль/л. Определите, при каких концентрациях всех четырёх веществ установится равновесие.

6.96.Начальные концентрации исходных веществ NO и Cl2 в закрытой системе 2NO (г) + Cl2 (г) ↔ 2(NO)Cl (г) составили соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Рассчитайте константу равновесия реакции, если к моменту наступления рав-

новесия прореагировало 20% Cl2. Как к этому моменту изменилось давление в сосуде?

6.97.Равновесие реакции SO2 (г) + Cl2 (г) ↔ SCl2O2 (г) установилось при сле-

дующих концентрациях веществ (моль/л): [SO2] = 0,4; [Cl2] = 0,1; [SCl2O2] = 0,3.

Рассчитайте константу равновесия и начальные концентрации оксида серы(IV)

ихлора.

6.98.Смешали по три моль/л веществ А, В, С. После установления равновесия в реакции А + В ↔ 2С концентрация вещества С оказалась равной 5 моль/л. Рассчитайте константу равновесия.

6.99.Смешали по 3 моль/л веществ A, B, C и D. После установления равновесия в реакции A + B ↔ C + D концентрация вещества B оказалась равной 1 моль/л. Вычислите константу равновесия.

6.100. Смешали по 2 моль/л веществ A, B, C и D. После установления равновесия в реакции A + B ↔ C + D концентрация вещества A оказалась равной 0,5 моль/л. Вычислите константу равновесия.

Некоторые решения и ответы

6.1.υср = 8,5·10−4 моль/(л·с).

6.2.υср = 0,004 моль/(л·с); c(B) уменьшилась на 0,24 моль/л, с(С) увеличилась на 0,16 моль/л.

6.3.c(O2) уменьшилась на 0,075 моль/л; c(CO) = 0,09 моль/л; υср (по расхо-

дованию O2) = 2,5·10−3 моль/(л·с).

6.4.υср = 0,05 моль/(л·с); с(СО) = 1,6 моль/л; с(О2) = 1,4 моль/л.

6.5.υср = 0,005 моль/(л·с).

6.6.υср = 0,001 моль/(л·с); c(B) уменьшилась на 0,02 моль/л; с(С) увеличилась на 0,02 моль/л.

6.10. n(C2H6) = υср·V·τ = 0,02·5·60 = 6 моль; m(C2H6) = 6·30 = 180 г.

65

6.14. а) υ увеличится в 4 раза; б) υ увеличится в 2 раза; в) υ увеличится в

64раза.

6.15.Скорость реакции увеличилась в 1,8 раза.

6.16.Скорость реакции уменьшится в 4,17 раза.

6.17.Скорость уменьшится: а) в 1,875 раза; б) в 2,16 раза; в) в 4,17 раза.

6.18.По закону действующих масс υ = kcCO2 cO2 . Изменение концентрации

газообразных веществ прямо пропорционально изменению давления и обратно пропорционально изменению объёма, занимаемого этими веществами.

а) Пусть при давлении p1 концентрации будут: c1(CO) = a и c1(O2) = b; при увеличении давления в два раза концентрации реагирующих газов увеличатся: c2(CO) = 2a и c2(O2) = 2b. Отношение скоростей:

	υp	2	=	k(2a)2 2b	=8	. Скорость реакции увеличится в 8 раз.
	υp1			ka2b

б) Если исходные концентрации реагентов: c1(CO) = a и c1(O2) = b, то при увеличении объёма реактора в два раза концентрации в два раза уменьшатся:

c2(CO) = a/2 и c2(O2) = b/2. Отношение скоростей:

υV	2	=	k(a /2)2 (b /2)	=	1	. Скорость реакции уменьшится в 8 раз.
υ			ka2b		8
V
	1

6.19.а) Увеличится в 27 раз; б) увеличится в 9 раз.

6.20.а) Увеличится в 64 раза; б) уменьшится в 64 раза.

6.22.а) Увеличится в 64 раза; б) увеличится в 64 раза.

6.24.а) Увеличится в 27 раз; б) увеличится в 27 раз; в) уменьшится в 27 раз.

6.28.а) Увеличить давление в 4 раза; б) увеличить давление в 2 раза.

6.29. Увеличить с(NO) в 3 раза.

6.32. k = 2,5 л2·моль–2·с–1. 6.34. k = 0,8 л2·моль−2·с−1.

6.36. k = 0,04 л·моль−1·с−1; υ = 0,04cHCl2 .

6.37. k = 1,6 ч−1; υ =1,6cN 2O5 .

6.38. Кинетическое уравнение реакции в общем виде: υ = kcAcB2 ;

k =	υo		=	0,01	= 0,2 л	2	моль	−2	с	−1	. Учитывая коэффициенты уравне-
	c	c2		0,2(0,5)2
	o(A)	o(B)

ния реакции, определим, какая концентрация B израсходована в заданный мо-

мент времени: c(B) израсх. = 2c(A) израсх. = 0,1 моль/л. Определим концентрации всех веществ в этот момент: c(C) обр. = 2c(A) израсх. = 0,1 моль/л; c1(A) = 0,2 − 0,05 = 0,15 моль/л и c1(B) = 0,5 − 0,1 = 0,4 моль/л. Скорость реакции в этот

момент времени: υ1 = 0,2·0,15 (0,4)2 = 4,8·10−3 моль/(л·с).

6.39.k = 1 л·моль−1·мин−1; υ = 0,075 моль/(л·мин).

6.40.а) υо = 3 моль/(л·с); б) υ = 0,012 моль/(л·с); υ уменьшилась в 250 раз.

66

6.43.а) υо = 0,03 моль/(л·с); б) υ = 7,2·10−3 моль/(л·с); в) υ = 4·10−4 моль/(л·с).

6.44.а) υо =2 моль/(л·с); б) υ = 0,576 моль/(л·с); в) υ = 0,048 моль/(л·с);

г) υ = 0,375 моль/(л·с).

6.45.а) Увеличится в 32 раза; б) уменьшится в 4 раза.

6.46.а) υ80 °C = 6,4 моль/(л·с); б) υ0 °C = 0,025 моль/(л·с).

6.48.Температуру нужно увеличить на 60 °С.

6.50.υ50 °C = 6,25 моль/(л·мин); б) υ10 °C = 0,064 моль/(л·мин).

6.51.γ = 2.

6.52.γ = 3; время реакции уменьшилось в 27 раз.

6.53. По условию υ1 (25°)·= υ2 (25°), γ1 = 2, γ2 = 3; t = 50°. Согласно правилу

Вант-Гоффа υ1 (75°) = υ1 (25°)·25 = 32 υ1 (25°); υ2 (75°) = υ2 (25°)·35 = 243 υ2 (25°), откуда

υ2 (75°) / υ1 (75°) = 243 / 32 ≈ 7,6.

6.54. γ = 3. Следует учесть, что время протекания реакции обратно пропорционально её скорости.

6.55. τ60° = 45 секунд.

6.65. γ = 2.

6.66. υ2 =υc2 υt2 . В целом скорость реакции увеличится в 2 раза.

υ1 υc1 υt1

6.68.Увеличится в 729 раз.

6.69.Увеличится в 6,75 раза.

6.70.Уменьшится в 3 раза.

6.71.При уменьшении давления скорость реакции уменьшилась в 27 раз, следовательно, чтобы она осталась прежней, её надо увеличить в 27 раз, повысив температуру. Используя формулу Вант-Гоффа, получим:

υt

t2 −t1

Τ = t = 30 К. Температуру нужно повысить до 350 К.

= 27 = 3 10 ;

2

υt

1

6.72. Необходимо уменьшить давление в 2 раза.

6.89. K =

[HI]2

=

(0,08)2

=32 .

[H2 ][I2

]

0,02

0,01

c(H2) в реакц. = c(I2) в реакц. = ½ [HI] = 0,04 моль/л; cо(H2) = [H2] + c(H2) в реакц. = 0,02 + 0,04 = 0,06 моль/л; cо(I2) = 0,01 + 0,04 = 0,05 моль/л.

6.94.[А] = 0,28 моль/л; [В] = 0,18 моль/л; [С] = 0,44 моль/л.

6.95.[СО2] = 0,04 моль/л; [Н2] = 0,64 моль/л; [СО] = [Н2О] = 0,16 моль/л.

6.98.K = 6,25.

6.99. K = 4. 6.100. K = 9.

67