Контрольные вопросы.

61. Напишите выражение для константы равновесия системы:

4HCl_(г)+O_2(г)  2H₂O_(г) + 2Cl_2(г) , H^o₂₉₈=-114,5кДж. Изменением какого фактора (концентрации, давления или температуры) можно добиться увеличения константы равновесия? В какую сторону сместится при этом равновесие системы?

62. Как можно добиться повышения выхода аммиака (изменяя концентрацию веществ, давление и температуру) в реакции, протекающей по схеме: N₂ +3H₂  2NH₃ ; H < 0. Вывод сделайте на основании принципа Ле Шателье и подтвердите расчетом (в случае изменения давления, при условии, что давление изменяется соответственно в 3 раза) Напишите выражение константы равновесия.

63. В каком направлении сместится равновесие реакции: А₂(г)+2В(г)  2АВ(г), если давление увеличить в 2 раза и одновременно повысить температуру на 50⁰С? Температурный коэффициент прямой и обратной реакции равен соответственно 2 и 3. Каков знак H⁰ этой реакции?

64. Напишите выражение Кр для гомогенной системы

N₂ + 3H₂ 2NH₃, H = - 46 кДж

Какими изменениями концентрации, температуры и давления можно повысить выход NH₃?

62. Напишите выражение Кр для гетерогенной системы CO₂ + C 2CO Какими изменениями концентрации и давления сместить влево равновесие системы?

63. Почему при изменении давления смещается равновесие системы

4HCl(г) + O₂(г) 2H₂O(г) + 2Cl₂(г) и не смещается равновесие системы

H₂(г) + J₂(г) 2HJ(г)? Напишите выражение Кр для каждой из систем.

67. При 500 К константа равновесия равна 3,4·10^-5. Вычислите для этой реакции .

68. Из приведенных ниже значений термодинамических функций укажите те, которые являются критерием состояния равновесия в изолированной системе (Р, Т=const):

а) H < 0, б) G < 0, в) S > 0, г) G = 0, д) S = 0

Дайте обоснованный ответ. Возможно ли самопроизвольное изменение физической величины в выбранном Вами критерии после установления равновесия? Если нет, то как достичь изменения физической величины в выбранном Вами критерии с помощью внешнего воздействия?

69. Из приведенных ниже значений термодинамических функций укажите те, которые являются критерием состояния равновесия в закрытой системе (Р, Т=const):

а) H > 0, б) S = 0, в) G > 0, г) G = 0, д) S > 0

Дайте обоснованный ответ. Можно ли изменять термодинамические параметры системы без нарушения равновесного состояния?

70. Для реакции Si(к)+2Н₂О(г)SiО₂(к)+2Н₂(г) укажите правильно записанное выражение для константы равновесия Кр:

а) б)

в) г)

д) е) ж)

Проанализируйте ошибки в неверно записанных выражениях. На основе какого закона составляется выражение для константы равновесия Кр?

71. При некоторых условиях для реакции 2NO(г)+Cl₂(г)2NOCl(г) константа равновесия равна 10. Какие выводы Вы можете сделать из этого значения?

72. В обратимой химической реакции А + 2В  С равновесие наступило при следующих равновесных концентрациях: [А] = 0,6 моль/л; [В] = 1,2 моль/л; [С] = 2,16 моль/л. Определить константу равновесия и исходные концентрации веществ А и В.

73. Укажите, к какому из значений константы равновесия

Кр→0, Кр→∞, Кр→1

относятся утверждения (условия стандартные):

а) реакция протекает в прямом направлении практически необратимо,

б) реакция в прямом направлении почти не протекает, но практически полностью протекает в обратном направлении,

в) оба направления протекания реакции (прямое и обратное) практически равновероятны.

74. Рассмотрите следующую равновесную систему:

SO₂(г)+ O₂(г) = SO₃(г) – 378 кДж

Как будет изменяться число молей SO₃ в реакционной смеси, если:

а) добавить в систему O₂;

б) удалить из системы SO₂;

в) добавить катализатор;

г) уменьшить температуру?

75. Пользуясь принципом Ле-Шателье, укажите оптимальные условия (температуру и давление), обеспечивающие увеличение выхода аммиака при его прямом синтезе из азота и водорода. Объясните, почему в реальных условиях производственный процесс проводят при температурах 450-500⁰С и используют катализатор?

76. В каком направлении сместится равновесие системы N₂+3Н₂=2NН₃ Н⁰=-192 кДж/моль, при понижении температуры? Как объяснить, что на практике синтез аммиака ведут при повышенной температуре (не ниже 400-500⁰С)?

77. В системе А_(г.)+2В_(г.)=С_(г.) равновесные концентрации равны: [А]=0,06 моль/л; [В]=0,12 моль/л; [С]=0,216 моль/л. Найти константу равновесия реакции и концентрации веществ А и В.

78. Рассчитать константу равновесия реакции: 2SO_3/г/2SO_2/г/+О_2/г/., пользуясь справочными данными G.

79. В закрытом сосуде установилось равновесие: СО_2(г.)+Н_2(г.)↔СО_(г.)+Н₂О_(г.); константа равновесия равна единице. Определить: а) сколько процентов СО₂ подвергнется превращению в СО при данной температуре, если смешать 1 моль СО₂ и 5 молей Н₂? б) в каких объёмных соотношениях были смешаны СО₂ и Н₂, если к моменту наступления равновесия в реакцию вступило 90% первоначального количества водорода?

80. При состоянии равновесия в системе N_2(г.)+3Н_2(г.)↔2NН_2(г.); ΔН⁰=-92,4 кДж, концентрации участвующих веществ равны: [N₂]=3 моль/л; [Н₂]=9 моль/л; [NН₃]=4 моль/л. Определить: исходные концентрации водорода и азота; б) в каком направлении сместится равновесие с ростом температуры? в) в каком направлении сместится равновесие с повышением давления?

81. Константа равновесия реакции FеО_(к.)+СО_(г.)↔Fе_(к.)+СО_2(г.) при некоторой температуре равно 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации составляли соответственно 0,05 и 0,01 моль\л.

82. Для реакции Н_2(г.)+Br_2(г.)↔2НВr_(г.) при некоторой температуре К_р=1. Определить состав (в процентах по объёму) равновесной реакционной смеси, если исходная смесь состояла из трёх молей водорода и двух молей брома.

83. Константа равновесия реакции А_(г.)+В_(г.)↔С_(г.)+D_(г.) равна единице. Сколько процентов вещества А подвергнется превращению, если смешать 3 моля вещества А и 5 молей вещества В.

84. После смешивания газов А и В в системе А_(г.)+В_(г.)↔С_(г.)+D_(г.) устанавливается равновесие при следующих концентрациях: [А]=0,05 моль/л, [С]=0,02 моль/л. Константа равновесия равна 4·10^-2. Найти исходные концентрации веществ А и В.

85. Найти константу равновесия реакции N₂О₄↔2NО₂, если начальная концентрация N₂О₄ составляла 0,08 моль/л, а к моменту наступления равновесия диссоциировало 50% молекул N₂О_4.

86. В каком направлении сместятся равновесия 2Н_2(г.)+О_2(г.)↔2Н₂О_(г.), ΔН⁰= -483,6 кДж СаСО_3(к.)↔СаО_(к.)+СО_2(г.) ΔН⁰= 179 кДж а) при повышении давления; б) при повышении температуры. Ответ обосновать.

87. В каком направлении сместятся равновесия 2СО_(г.)+О_2(г.)↔2СО_2(г.), ΔН⁰= -556 кДж N_2(г.)+О_2(г.)↔2NО_(г.) ΔН⁰= 180 кДж а) при понижении температуры; б) при повышении давления. Ответ обосновать.

88. Пользуясь табличными данными, вычислить константы равновесия следующей реакции при 298 К и при 1000К. СО_(г.)+Н₂О_(г.)↔СО_2(г.)+Н_{2 (г.)}

89. Вычислить температуру, при которой константа равновесия реакции 2NО_2(г.)↔N₂О_4(г.) равна единице. В каком направлении сместится равновесие при температуре более низкой, чем найденная.

90. Стандартное изменение энергии Гиббса для реакции А+В↔АВ при 298 К равно –8 кДж/моль. Начальные концентрации веществ А и В равны 1 моль/л. Найти константу равновесия и концентрации веществ А, В и АВ.