Задания

121. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

a) S (к) + O₂ (r) = SO₂ (г);

б) 2SO₂ (г) + О2 (г) = 2SO₃ (г).

Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

122. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы N₂ + 3H₂  2NH₃. Как изменится скорость прямой реакции образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?

123. Реакция идет по уравнению N₂ + O₂ = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакция были: [N₂] = 0,049 моль/л; [О₂] = 0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда [NO]=0,005 моль/л. Ответ: [N₂] = 0465 моль/л; [О₂] = 0,0075 моль/л.

124. Реакция идет по уравнению N₂ + 3H₂ = 2NH₃. Концентрации участвующих в ней веществ были: [N₂] = 0,80 моль/л, [Н₂] = 1,5 моль/л; [NH₃] = 0,10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда [N₂] = 0,5 моль/л. Ответ: [NH₃] = 0,7 моль/л; [H₂ ] = 0,60 моль/л.

125. Реакция идет по уравнений H₂ + J₂ = 2НJ. Константа скорости этой реакции при 508 ⁰С равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ: [H₂] = 0,04 моль/л;[J₂] = 0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее, когда [H₂] = 0,03 моль/л. Ответ: 3,210^–4; 1,9210^–4.

126. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80°С. Температурный коэффициент скорости реакции 3.

127. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60°, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

128. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 30°, если температурный коэффициент скорости данной реакции 3?

129. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы 2SO₂ + O₂  2SO₃. Как изменится скорость прямой реакции – образования SO₃, если увеличить концентрацию SO₂ в три раза?

130. Напишите выражения для константы равновесия гомогенной системы CH₄ + CO₂  2CO + 2H₂. Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Реакция образования водорода эндотермическая.

131. Реакция идет по уравнению 2NО + О₂ = 2NО₂. Концентрации исходных веществ: [NO] = 0,03 моль/л; [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?

132. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы CО₂ + С  2CO. Как изменится скорость прямой реакции – образования СО, если концентрацию СО₂ уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

133. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы C + H₂O (г)  СО + Н₂. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции – образования водных паров?

134. Равновесие гомогенной системы

4HCl (г) +O₂ (г)  2H₂О (г) + Cl₂ (г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [Н₂О] = 0,14 моль/л; [Сl₂] = 0,14 моль/л; [НС1] = 0,20 моль/л; [O₂] = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода

Ответ: [HCI]_исх. = 0,48 моль/л; [О₂]_исх. = 0,39 моль/л.

135. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО (г) + Н₂О (г)  СО₂ (г) + Н₂ (г)

если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО]= 0,004 моль/л; [H₂O] = 0,064 моль/л; [СО₂] = 0,016 моль/л; [H₂]-=0,016 моль/л. Ответ: К=1.

136. Константа равновесия гомогенной системы

СО (г) + Н₂О (г)  СО₂ (г) + Н₂ (г)

при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [CO] = 0,10 моль/л; [H₂O] = 0,40 моль/л.

Ответ: [CO₂] = [H₂] = 0,08 моль/л [СО] = 0,02 моль/л; [Н₂О] = 0,32 моль/л.

137. Константа равновесия гомогенной системы N₂ + 3H₂  2NH₃ при температуре 400 ⁰С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота. Ответ: 8 моль/л; 8,04 моль/л.

138. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы 2NO+O₂  2N₂ установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO] = 0,2 моль/л; [О₂] = 0,1 моль/л; [NO₂] = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NO и О₂.

Ответ: К = 2,5; [NO] = 0,3 моль/л; [О₂] = 0,15 моль/л.

139. Почему при изменении давления смещается равновесие системы

N₂ + 3H₂  2NH₃ и не смещается равновесие системы N₂ + O₂  2NO? Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

140. Исходные концентрации NO и Cl₂ в гомогенной системе 2NО + Cl₂  2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если, к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NО. Ответ: 0,416.

Способы выражения концентрации растворов

Пример 1.

К 1 литру 20 %-ного раствора HCl (d = 1,100 г/см³) добавили 400 см³ 5 %-ного раствора HCl (d = 1,024 г/см³). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.

Решение.

Раствор  это термодинамически устойчивая многокомпонентная кон-денсированная система. Состав раствора выражается через концентрацию, которая показывает количество растворенного вещества, содержащегося в определенном объеме или массе раствора или растворителя.

В условии задачи требуется рассчитать процентную концентрацию (С %), которая показывает, сколько граммов вещества растворено в 100 граммах раствора:

С% = m100/dV,

где m  масса растворенного вещества, г; d  плотность раствора, г/см³; V  объем раствора, мл.

Рассчитаем массу HCl, содержащейся в 10001,100 = 1100 г раствора из соотношения:

в 100 г 20 %-ного раствора HCl содержится 20 г HCl,

в 1100 г раствора HCl содержится Х г HCl.

Отсюда, X = 1100  20/1000 = 220 г;

400 см³ 5 %-ного раствора HCl весят m = d  V = 400  1,024 = 409,6 г, а количество HCl в этом растворе определим из соотношения:

в 100 г 5 %-ного раствора HCl содержится 5 г HCl,

в 409,6 г  Х г HCl.

Найдем X: X = 409,6  5/100 = 20,48 г.

Общая масса раствора после сливания будет 1100 + 409,6 = 1509,6 г. Количество растворенной в нем кислоты будет 220 + 20,48 =240,48 г.

Процентную концентрацию полученного раствора вычислим из соотношения:

в 1509,6 г раствора HCl содержится 240,48 г HCl,

в 100 г раствора HCl содержится Х г HCl.

Отсюда X = 100  240,48 / 1509,6 = 15,93 г, а C % = 15,93 %.