Контрольная работа № 15

Задачи 115, 140, 165, 190, 211, 236, 251 (из первой методички), 9, 38 ,57 ,95 ,107 ,126 , 157, 175 (из второй методички)

Задача 115.

Какие реакции называются гомогенными и гетерогенными? Запишите выражение ЗДМ для следующих реакций:

1. NO_(г) + O_3(г) = O_2(г) + NO_2(г);

2. Fe₂O_3(кр) + 3 H_2(г) = 2 Fe_(кр) + 3 H₂O_(г)

Как надо изменить давление в системах, чтобы скорость первой реакции увеличилась в 36 раз, а скорость второй – в 27 раз? Ответ подтвердите расчетами.

Решение:

Гомогенные реакции – реакции, протекающие в гомогенных системах (т.е. состоящих из одной фазы). Гетерогенные реакции протекающие в гетерогенных системах (т.е. состоящих из нескольких фаз).

v₂ = 36v₁

v'₂ = 27v'₁

p₂/p₁ - ?

p'₂/p'₁ - ?

1. v₁ = k·p₁(NO)·p₁(O₃)

При увеличении давления р₂ = n·p₁, где n – во сколько увеличилось давление. Поэтому

v₂ = k·p₂(NO)·p₂(O₃)

v₂ = k·n·p₁(NO)·n·p₁(O₃) = n²·v₁

n² = 36

n = 6

2. v₁ = k·p³₁(H₂)

При увеличении давления р₂ = n·p₁, где n – во сколько увеличилось давление. Поэтому

v₂ = k·p³₂(H₂)

v₂ = k·n³·p³₁(H₂) = n³·v₁

n³ = 27

n = 3

Ответ: 1) в 6 раз; 2) в 3 раза.

Задача 140.

Константа равновесия (К_р) при некоторой температуре в системе

4 HCl_(г) + O_2(г) = 2 Cl_2(г) + 2 H₂O_(г) + Q

равна 0,3. Какие вещества преобладают в состоянии равновесия? Каким способом можно увеличить численное значение К_р? Ответы должны быть обоснованными.

Ответ:

Константа равновесия представляет собой отношение констант скоростей прямой и обратной реакций. Если, она меньше 1, то преобладает обратная реакция, а это значит, что в нашем случае в системе будут преобладать HCl и О₂. Чтобы увеличить численное значение К_р, требуется сместить равновесие таким образом, чтобы преобладала прямая реакция (реакция образования Cl₂ и Н₂О). Поскольку реакция экзотермична (Q > 0), то, по принципу Ле-Шателье, понижение температуры будет смещать равновесие вправо, т.е. К_р увеличится. Также К_р увеличится при повышении концентрации исходных веществ, так как равновесие также будет смещаться в сторону образования Cl₂ и Н₂О. Поскольку прямая реакция идет с уменьшением молекул газообразных веществ (из 5 получается 4), то увеличение давления будет повышать К_р, т.е. смещать равновесие вправо.

Задача 165.

Вычислите эквивалентную и молярную концентрации 20,8 %-го раствора HNO₃, плотность которого 1,12 г/см³. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора?

Решение:

ω (HNO₃) = 20,8 %

V (HNO₃) = 4 л

ρ_р-ра (HNO₃) = 1,12 г/см³

С_м - ?

C_n - ?

m (HNO₃) - ?

Найдем массу 4 л HNO₃

m=ρ×V

m_р-ра (HNO₃) = 4000×1,12 = 4480 (г)

Найдем сколько содержится HNO₃ в растворе:

m (HNO₃) = m_р-ра (HNO₃) × ω

m (HNO₃) = 4480×0,208 = 931,84 (г)

Затем найдем количество вещества, соответствующее 931,84 г HNO₃:

n (HNO₃) = m (HNO₃)/ M (HNO₃), где M – молярная масса

n (HNO₃) = 931,84/ 63 = 14,79 (моль)

После этого найдем молярность (отношение количества вещества, содержащегося в растворе, к объему раствора в литрах):

С_м = n (HNO₃)/ V_р-ра (HNO₃)

С_м = 14,79 / 4 = 3,7 М

Молярная концентрация эквивалента – отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

Молярная концентрация эквивалента связана с молярной концентрацией следующим выражением:

С_n = С_m×M/M_Э,

где M_Э – молярная масса эквивалента.

M_Э (HNO₃) = M (HNO₃)/z = 63 / 1 = 63 (г/моль),

где z –фактор эквивалентности.

С_n = 3,7×63/63 = 3,7 н.

Ответ: 0,37 М; 0,37 н.; 931,84 г.