Химическая кинетика. Химическое равновесие Задачи для самостоятельного решения

1. Определите, как изменится скорость реакции синтеза аммиака при а) увеличении концентрации исходных веществ в 3 раза; б) при уменьшении давления в реакционной смеси в 2 раза.

Ответ: а) увеличится в 81 раз; б) уменьшится в 16 раз.

2. Как изменится скорость прямой реакции 2СО + О₂ ↔ 2СО₂ при увеличении концентрации СО в 3 раза?

Ответ: увеличится в 9 раз.

3. Как изменится скорость прямой реакции 2NO + O₂ ↔ 2NO₂ при увеличении давления в 2 раза?

Ответ: увеличится в 8 раз.

4. Определите, как изменится скорость реакции 2SO₂ + O₂ = 2SO₃ при уменьшении концентрации SO₂ в два раза и увеличении концентрации О₂ в 4 раза.

Ответ: не изменится.

5. Скорость реакции уменьшается в 6,25 раза при понижении температуры на 20⁰С. Найдите температурный коэффициент реакции.

Ответ: 2,5.

6. Во сколько раз уменьшится скорость окисления глюкозы при гипотермии, если температура тела падает с 36,6 до 27С, а температурный коэффициент данной реакции равен 1,3?

Ответ: в 12,4 раза.

7. Константа скорости распада пенициллина при 36⁰С равна 6·10^-6 сек^-1, а при 41⁰С – 1,2·10^-5 сек^-1. Вычислить температурный коэффициент реакции.

Ответ: 4.

8. Химическая реакция при 10⁰С заканчивается за 16 мин. При какой температуре она закончится за 1 мин при температурном коэффициенте реакции равном 2?

Ответ: 50⁰С.

9. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,8. Во сколько раз увеличится скорость реакции при уменьшении температуры от 15 до 35 ⁰С?

Ответ: в 7,84 раза.

10. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,5. Как нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 25 раз?

Ответ: на 35 ⁰С.

11. Скорость реакции увеличилась в 5,6 раза при повышении температуры реакционной смеси на 20К. Как изменится скорость реакции при понижении температуры от 57 до 17 ⁰С?

Ответ: в 31,4 раза.

12. Некоторая реакция характеризуется следующими параметрами уравнения Аррениуса: А = 1,5·10¹¹ л/(моль·с), Е_а = 86,2 кДж/моль, Т = 298К. Рассчитать константу скорости реакции.

Ответ: 1,15 · 10^-4 л/моль·с.

13. Для реакции синтеза иодоводорода из простых веществ энергия активации равна 166 кДж/моль, а предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса 1,6·10¹⁴ мл/(моль·час) при 350 К. Вычислите константу скорости реакции.

Ответ: 2,6 · 10^-11 мл/моль·ч.

14. В системе 2NO + O₂ ↔ 2NO₂ равновесные концентрации веществ составляют [NO] = 0,2 моль/л, [O₂] = 0,3 моль/л, [NO₂] = 0,4 моль/л. Рассчитать К_равн и оценить положение равновесия.

Ответ: К_равн > 1, следовательно, равновесие смещено вправо.

15. Рассчитать величину константы равновесия для обратимой реакции 2NO + O₂ ↔ 2NO₂, если при состоянии равновесия [NO] = 0,056 моль/л, [O₂] = 0,02 моль/л, [NO₂] = 0,044 моль/л.

Ответ: К_равн = 30,87

16. Обратима ли практически реакция гидролиза глицил-глицина при 310 К, если ∆G⁰_р-ции = -15,08 кДж/моль?

Ответ: К_равн = 2,55; К_равн > 1, следовательно, продуктов реакции больше, чем исходных веществ, однако глубина смещения равновесия невелика, реакция практически обратима.

17. При 300 К константа равновесия реакции:

L-глутаминовая кислота + пируват ↔ α-кетоглутаровая кислота + L-аланин равна 1,11. В каком направлении будет идти реакция при следующих концентрациях: L-глутаминовая кислота и пируват по 0,00003 моль/л, α-кетоглутаровая кислота и L-аланин по 0,005 моль/л?

Ответ: ∆G_р-ции< 0, реакции идет в обратном направлении.

18. Для реакции H₃PO₄ + аденозин ↔ АМФ + Н₂О; ∆G⁰ = 14 кДж/моль. В каком направлении реакция идет самопроизвольно при стандартных условиях? Каково значение константы равновесия?

Ответ: К_равн = 3,48·10^-3, реакция самопроизвольно идет в обратном направлении.

19. Сделать заключение о практической обратимости реакции АТФ+АМФ↔2АДФ при 310 К, если ∆G⁰ = -2,10 кДж/моль.

Ответ: К_равн = 2,26 > 1, равновесие сдвинуто вправо, реакция практически обратима.

20. В печени протекает ферментативный обратимый процесс:

глюкозо-1-фосфат ↔ глюкозо-6-фосфат.

При 37⁰С равновесная концентрация глюкозо-1-фосфата 0,001 моль/л, а глюкозо-6-фосфата – 0,019 моль/л. Рассчитать К_равн.

Ответ: К_равн =19.