2. Влияние температуры и природы веществ на скорость реакции

37. Скорость некоторой реакции увеличивается в 2 раза при повышении температуры на 10°C. Как изменится скорость при повышении температуры от 10 до 50°С ?

38. Как изменится скорость реакции при повышении температуры с 20 до 60°С, если при повышении температуры на каждые 10°С скорость реакции увеличивается в три раза?

39. При повышении температуры на 10°С скорость химической реакции возрастает в три раза. При 20°С она равна 0,06 моль/л ч. Чему будет равна скорость этой реакции при 30°С ?

40. Во сколько раз увеличится константа скорости химической реакции при повышении температуры на 40°С, если при повышении температуры на каждые 10°C скорость реакции увеличивается в 3,2 раза?

41. На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 30 раз, если при повышении температуры на каждые 10°С скорость реакции увеличивается в 2,5 раза?

42. Как изменится скорость реакции А + В = С при повышении температуры от 40 до 80°C, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2?

43. Скорость реакции при 20°С равна 1 моль/л с. Чему будет равна скорость этой реакции при 60°С, если температурный коэффициент равен 3?

44. На сколько градусов надо повысить температуру реакционной смеси, чтобы скорость реакции увеличилась в 125 раз, если температурный коэффициент равен 5?

45. При охлаждении реакционной смеси с 50 до 20°С скорость реакции уменьшилась в 27 раз. Найти температурный коэффициент этой реакции.

46. На сколько градусов следует повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 8 раз (γ = 2)?

47. При какой температуре следует проводить реакцию, чтобы ее скорость возросла в 256 раз, если начальная температура системы 25⁰С, а γ = 4?

48. При повышении температуры на 60°С скорость реакции увеличилась в 4000 раз. Вычислить γ.

49. При повышении температуры на 42°С скорость реакции увеличилась в 320 раз. Вычислить γ.

50. Скорость химической реакции возросла в 124 раза, γ = 2,8. На сколько градусов была повышена температура?

51. Во сколько раз увеличится константа скорости химической реакции при повышении температуры на 40°С, если γ = 3,2?

52. На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 30 раз (γ = 2,5)?

53. До какой температуры следует понизить температуру реакционной смеси, равную 90⁰С, чтобы скорость реакции уменьшилась в 81 раз?

54. Примем скорость некоторой химической реакции при 0°С за единицу. Чему будет равна скорость той же реакции при 200°С, если принять температурный коэффициент равным 3?

55. Скорость некоторой реакции при 100°С равна единице. Во сколько раз медленнее будет протекать та же реакция при 10°С, если температурный коэффициент скорости равняется 2? Если реакция протекает практически до конца при 100°С за 10 с, то сколько времени потребуется для той же реакции при 10°С?

56. Некоторая реакция при 0°С протекает практически до конца за 4,5 часа. При какой температуре реакция пройдет практически до конца за одну секунду если температурный коэффициент равен 2?

57. Температурный коэффициент скорости некоторых ферментативных процессов достигает семи. Принимая скорость такого процесса при 20°С за единицу, рассчитать, какой она будет при 50°С.

58. Две реакции при 283 К протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,5, второй – 3. Каково будет соотношение скоростей этих реакций, если первую провести при 350 К, а вторую  при 330 К?

59. При какой температуре реакция закончится за 45 мин., если при 293 К на это требуется 3 часа? Температурный коэффициент скорости реакции равен 3,2.

60. На сколько надо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 90 раз, если температурный коэффициент равен 2,7.

61. Температурный коэффициент скорости реакции разложения йодистого водорода 2HI  H₂ + I₂ равен 2. Найти константу скорости этой реакции при 674К, если при 629 К константа скорости равна 8,9 10^-5 л моль^-1с^-1.

62. Определить температурный коэффициент скорости реакции, если при понижении температуры на 45°С реакция замедлилась в 25 раз.

63. Константа скорости реакции при 273 К равна 1,17 л моль^-1мин.^-1, а при 298 К – 6,56 л моль^-1 мин^-1. Найти температурный коэффициент скорости реакции.

64. Вычислить энергию активации реакции разложения диоксида азота

2NО₂ 2NO + O₂ , если константы скорости этой реакции при 600 К и 640 К соответственно равны 83,9 и 407 л моль^-1с^-1.

65. Константы скорости реакции первого порядка при 303 К и 308 К соответственно равны 2,2^.10^-3и 4,1^.10^-3 мин.^-1. Определить энергию активации этой реакции и время, в течение которого это реакция завершится на 75% при 308 К.

66. Энергия активации реакции разложения N₂O₅ = N₂O₄ + ½O₂ равна 103,5 кДж/моль. Константа скорости этой реакции при 298 К равна 2,03 10^-3с^-1. Вычислить константу скорости при 288 К.

67. Вычислить энергию активации и константу скорости реакции CO + H₂O =

= CO₂ + H₂ при 303К, если константы скорости этой реакции при 288 и 313К соответственно равны 3,1^.10^-4 и 8,15^.10^-3 л моль^-1 мин^-1.

68. Энергия активации реакции 2HI  H₂ + I₂ равна 186,4 кДж/моль. Рассчитать константу скорости этой реакции при 700 К, если при 456 К она равна 0,942 10^-6 л моль^-1 мин.^-1

69. При 10°С реакция заканчивается за 95 с, а при 20°С – 60 с. Вычислить энергию активации.

70. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 30 до 50°С, если энергия активации равна 30 ккал?

71. Реакция заканчивается при 7°С за 120с, а при 27°С – за 60с. Вычислить энергию активации.

72. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 27 до 47°С, если энергия активации равна 20 ккал?

73. При 37°С реакция заканчивается за 150с, а при 47°С – за 75с. Вычислить энергию активации.

74. Константа скорости некоторой реакции при 20°С равна 3 10^-2, а при 50°С – 4 10^-1. Вычислить Еа и рассчитать скорость реакции при 30°С.

75. Константа скорости реакции при 600 К равна 7,5, а при 650 К  4,5 10². Вычислить Е а и константу скорости при 700 К.

3. Вычисление константы химического равновесия

76. Исходя из равенства скоростей прямой и обратной реакций, выведите выражения констант равновесия следующих гомогенных систем:

а) 2H₂ + О₂  2H₂O б) 2SО₂ + O₂  2SO₃; в) 2NO₂  2NO + O₂.

77. Напишите выражение для константы равновесия системы А + 2В  С, если: а) А, В и С – газы, жидкости, смешивающиеся в любых соотношениях, или вещества, находящиеся в растворе; б) А и С – газы, а В – твердое вещество; в)

А – твердое вещество, а С и В – вещества, находящиеся в растворе.

78. Исходя из равенства скоростей прямой и обратной реакций, выведите выражение для констант равновесия следующих гетерогенных систем:

а) С + СО₂  2СО; б) 3Fe + 4H₂O  Fe₃O₄ + 4H₂; в) C + 2H₂  CH₄

79. Напишите выражение константы химического равновесия для обратимых процессов:

3A_(к) + 2B_(г)  2C_(г); 2H_2(г) + O_2(г)  2H₂O_(г);

N_2(г) + O_2(г)  2NO_(г); H_2(г) + S_(к)  H₂S_(г).

80. Равновесные концентрации веществ составляют: [CI₂] = 0,3 моль/л; [СО] = 0,3 моль/л; [СОCI₂] =1,5 моль/л. Вычислите константу равновесия реакции

CO_(г) + CI_2(г)  COCI_2(г).

81. Из двух моль СО и двух моль CI₂ образовалось при некоторой температуре 0,45 моль COCI₂. Вычислить константу равновесия системы СO + CI₂  COCI₂.

82. В сосуд объемом 0,5 л помещено 0,5 моль водорода и 0,5 моль азота. К моменту равновесия образовалось 0,02 моль аммиака. Вычислить константу равновесия.

83. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе

2SO₂ + O₂ = 2SO₃ составляли соответственно [SO₂] = 0,04 моль/л; [O₂] = 0,06 моль/л; [SO₃] = 0,02 моль/л. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации кислорода и сернистого газа.

84. Равновесие реакции H₂ + J₂  2HJ установилось при следующих концентрациях участвующих в ней веществ: [Н₂] = 0,3 моль/л; [J₂] = 0,08 моль/л; [HJ] = 0,35 моль/л. Вычислите константу равновесия. Определите исходные концентрации йода и водорода.

85. В реактор объемом 7,25 л введена смесь 2,34 моль NO и 1,17 моль CI₂. При некоторой температуре к моменту наступления равновесия образовалось 0,65 моль NOCI. Найти равновесные концентрации (моль/л) веществ; вычислите константу равновесия.

86. При некоторой температуре в реактор объемом 10 л введено 0,05 моль N₂ и 0,52 моль Н₂, а к моменту равновесия образовалось 0,04 моль аммиака

N_2(г) + 3H_2(г)  2NH_3(г). Вычислите константу равновесия.

87. В реакторе объемом 0,5 л протекает реакция СН_4(г) + Н₂О_(г)  СО_(г) + 3Н_2(г). Определите константу равновесия, если в начальный момент имелось 0,05 моль СН₄ и 0,04 моль Н₂О, а к моменту равновесия прореагировало 50 % начального количества метана.

88. В реактор объемом 11,42 л для проведения реакции 2SO_2(г) + O_2(г)  2SO_3(г) введены 2,43 моль SO₂ и 2,17 моль О₂. При некоторой температуре к моменту наступления равновесия количество диоксида серы уменьшилось на 1,85 моль. Определите константу равновесия.

89. В сосуде объемом 100 л смешали 20 молей азота и 8 молей водорода. К моменту наступления равновесия прореагировало 10% азота. Вычислите давление (кПа) газовой смеси в момент равновесия.

90. Определите константу равновесия реакции 4HCI_(г) + O_2(г)  2CI_2(г)+ 2H₂O_(г), если начальные количества реагентов были 2,4 моль HCI и 1,2 моль О₂, а к моменту наступления равновесия осталось непрореагировавшим 0,8 моль хлороводорода. Объем реактора равен 4 л.

91. Рассчитайте константу равновесия реакции 3Fe_(тв)+2CO_(г)  Fe₃C_(тв)+CO_2(г), если при некоторой температуре в реактор объемом 5 л помещена навеска железа и введена смесь 1,05 моль СО и 0,05 моль СО₂, а к моменту наступления равновесия количество диоксида углерода увеличилось на 0,5 моль.

92. Определите константу равновесия реакции 4HCI_(г)+O_2(г)  2CI_2(г)+2H₂O_(г), если начальные количества реагентов были 2,4 моль HCI и 1,2 моль О₂, а к моменту наступления равновесия осталось непрореагировавшим 0,8 моль хлороводорода. Объем реактора равен 4 л.

93. Рассчитайте константу равновесия реакции 3Fe_(тв)+2CO_(г)  Fe₃C_(тв)+CO_2(г), если при некоторой температуре в реактор объемом 5 л помещена навеска железа и введена смесь 1,05 моль СО и 0,05 моль СО₂, а к моменту наступления равновесия количество диоксида углерода увеличилось на 0,5 моль.

94. Вычислить константу равновесия реакции A + 2B  C, если равновесные концентрации (моль/л): [А] = 0,12; [В] = 0,24; [С] = 0,295.

95. Равновесие реакции 2NO₂  2NO + O₂ установилось при концентрациях (моль/л): [NO₂] = 0,02; [NO] = 0,08; [O₂] = 0,16. Вычислить константу равновесия этой реакции.

96. Реакция CO + CI₂  COCI₂ протекает в объеме 10 л. Состав равновесной смеси: 14г CO; 35,5г CI₂ и 49,5г COCI₂. Вычислить константу равновесия этой реакции.

97. Вычислить константу равновесия системы N₂ + 3H₂  2NH₃, если в состоянии равновесия концентрация аммиака составляет 0,4 моль/л, азота 0,03 моль/л, а водорода 0,10 моль/л.

98. В начальный момент протекания реакции N₂ + 3H₂  2NH₃ концентрации были равны (в моль/л): [N₂] = 1,2; [H₂] = 2,2 и [NH₃] = 0. Чему равны концентрации азота и водорода в момент достижения концентрации аммиака 0,4 моль/л?

99. Исходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе

2NO + CI₂  2NOCI составляют соответственно 0,5 моль/л и 0,2 моль/л. Найти константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота (II).

100. Начальные концентрации в реакции CO + H₂O  CO₂ + H₂ равны (моль/л): [CO] = 0,2; [H₂O] = 0,4; [CO₂] = 0,3 и [H₂] = 0,1. Вычислить концентрации всех участвующих в реакции веществ после того, как прореагировало 40% CO.

101. Вычислить константы равновесия систем:

а) C + O2  CO₂; б) C + CO₂  2CO, в которых парциальное давление CO₂ в состоянии равновесия составляет 0,2 общего давления газовых смесей.

102. Константа равновесия системы 2HI  H₂ + I₂ равна при некоторой температуре 2 10^-2. Вычислить степень термической диссоциации HI.

103. Вычислить константу равновесия реакции H₂ + I₂  2HI, происходящей в сосуде объемом 2 л, если первоначальные количества веществ были следующие: 0,2г H₂, 12,7г I₂ и к моменту равновесия прореагировало 20% водорода.

104. При некоторой температуре 10% молекул йода распалось на атомы; определить константу равновесия для данной температуры, если один моль йода находится в сосуде емкостью V литров.

105. Оксид углерода (II) и хлор были помещены в закрытый сосуд при постоянной температуре. Начальные их концентрации равны 1 моль/л, давление в сосуде равно 1 атм. В результате реакции CO + CI₂  COCI₂ к моменту равновесия осталось 50% оксида углерода. Каково давление в сосуде при равновесии?

106. В замкнутом сосуде протекает обратимый процесс диссоциации:

PCI₅  PCI₃ + CI₂. Начальная концентрация PCI₅ равна 2,4 моль/л. Равновесие установилось после того, как распалось 33,3% PCI₅. Вычислить константу равновесия.

107. Реакция идет по уравнению H₂ + I₂  2HI. В некоторый момент времени концентрации были: [H₂] = 0,049; [I₂] = 0,024 и [HI] = 0,01 моль/л. Найти концентрации участвующих в реакции веществ в момент, когда концентрация водорода уменьшится на 0,012 моль/л.

108. Вычислить процент разложения молекулярного хлора на атомы, если константа равновесия составляет 4,2 10^-4, а исходная концентрация хлора 0,04 моль/л.

109. При нагревании смеси углекислого газа и водорода в закрытом сосуде устанавливается равновесие CO₂ + H₂  CO + H₂O. Константа равновесия при некоторой температуре равна 1. Сколько процентов CO₂ превратятся в CO, если смешать 1 моль CO₂ и 2 моль H₂ при этой температуре?

110. Пентахлорид фосфора диссоциирует при нагревании по уравнению

PCI₅  PCI₃ + CI₂. Вычислить константу равновесия этой реакции, если из 3 моль PCI₅, находящихся в закрытом сосуде объемом 10 л, подвергается разложению 2,5 моля.

111. При смешении уксусной кислоты и этилового спирта происходит реакция

CH₃COOH + C₂H₅OH  CH₃COOC₂H₅ + H₂O. В сосуд введено по 1 моль всех четырех веществ, приведенных в уравнении реакции. После установления равновесия в смеси находится 1,33 моля эфира. Какое значение будет иметь константа равновесия этой реакции?