6.2.2. Примеры решения типовых задач по теме «Химическая кинетика»

Пример 1. Равновесие реакции, характеризующееся значением  ΔH > 0, смещается вправо при:

1) повышении температуры;

2) уменьшении давления;

3) увеличении давления?

Решение.

Разница между энтальпией (теплосодержанием) продуктов реакции и энтальпией исходных веществ имеет положительное значение. Это значит, что реакция протекает с поглощением тепла и является эндотермической. В соответствии с принципом Ле Шателье, для смещения равновесия в данной реакции вправо, т.е. в сторону эндотермической реакции температуру в системе следует повысить.

Ответ. 1.

Пример 2. Равновесие реакции

2H₂(г) + O₂(г) 2H₂O_(г);  ΔH < 0

смещается вправо при:

1) повышении температуры;

2) уменьшении давления;

3) увеличении давления?

Решение.

Учитывая, что прямая реакция является экзотермической ΔH < 0, то для смещения равновесия вправо необходимо температуру понизить. Так как и исходные вещества и продукты реакции являются газообразными, а количество молей продуктов реакции меньше количества молей исходных веществ, т.е. реакция сопровождается уменьшением объема, то в соответствии с принципом Ле Шателье давление следует повысить. Повышение давление приводит к смещению равновесия в сторону реакции, приводящей к меньшему количеству молей газов, т.е. в сторону образования молекул воды.

Ответ. 3.

Пример 3.

В системе:

С₂Н₅СООН + СН₃ОН С₂Н₅СООСН₃ + Н₂О,

находящейся в водном растворе, смещение равновесия в сторону прямой реакции произойдёт при:

1) добавлении катализатора,

2) разбавлении реакционной смеси,

3) повышении давления,

4) отгонке сложного эфира.

Решение.

Введение катализатора в равновесную систему не влияет на смещение химического равновесия.

Так как и прямая, и обратная реакции являются бимолекулярными и имеют сходные кинетические уравнения для скоростей реакций, то изменение концентраций при разбавлении снизят скорости этих реакций в одинаковой степени, что не приведет к смещению равновесия.

Изменение давления влияет на скорости реакций, протекающих в газовой фазе. В нашем примере реакции протекают в водном растворе (жидкой фазе). Поэтому повышение давления в нашем примере не приведет к смещению равновесия.

При отгонке сложного эфира происходит уменьшение концентрации последнего в равновесной системе в соответствии с принципом Ле Шателье. В системе преимущество получают процессы, приводящие к ослаблению оказанного воздействия. Равновесие смещается вправо, т.е. в сторону образования сложного эфира.

Ответ. 4.

6.2.3. Вопросы и упражнения для самоподготовки. Химическое равновесие. Условия его смещения

52. Обратимыми являются реакции:

1) K₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2KCl,

2) H₂CO₃ = H⁺ + [НСО₃]^– ,

3) SO₂ + H₂O = H₂SO₃,

4) Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

53. В обратимой реакции:

1) с самого начала реакции _прям = _обр,

2) до установления равновесия _прям убывает,

3) до установления равновесия _обр возрастает,

4) при данных условиях реакция одновременно протекает в прямом и обратном направлении.

54. Укажите ошибочное высказывание.

В равновесной системе

3H₂ + N₂ 2NH₃:

А) концентрации H₂, N₂ и NH₃ не изменяются со временем,

Б) ₁ = ₂,

В) число молекул NH₃, распадающихся в единицу времени, равно половине общего числа молекул H₂ и N₂, образующихся за это время,

Г) общее число молекул H₂ и N₂, превращающихся в единицу времени в NH₃, равно числу молекул NH₃, образующихся за это же время.

55. Химическое равновесие в системе 2SO₂ + O₂ 2SO₃ -∆Н нарушит:

1) уменьшение давления в системе,

2) нагревание,

3) увеличение концентрации кислорода.

56. Чтобы сместить равновесие в системе N₂ + 3H₂ 2NH₃ -∆Н влево, надо:

A) ввести в систему H₂,

Б) удалить из системы NH₃,

В) повысить давление,

Г) увеличить температуру.

57. Для смещения равновесия реакции 2SO₂ + O₂ 2SO₃ -∆Н вправо, необходимо:

A) нагреть систему,

Б) ввести в систему O₂,

В) ввести в систему SO₃,

Г) уменьшить давление в системе.

59. Правилу (принципу) Ле Шателье не соответствует утверждение:

А) повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции;

Б) понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции;

В) повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к увеличению объема;

Г) уменьшение объема системы смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к образованию меньшего числа газообразных молекул.

60. Повышение температуры сместит равновесие вправо в системах:

1) 2SO₃ 2SO₂ + O₂ +∆Н,

2) 2H₂ + O₂ 2H₂O_пар -∆Н,

3) 2NO N₂ + O₂ -∆Н

4) 2NH₃ N₂ + 3H₂ +∆Н.

61. Понижение давления сместит равновесие вправо в системах:

1) 2SO₃ 2SO₂ + O₂,

2) 2H₂ + O₂ 2H₂O_(пар),

3) 2NO N₂ + O₂,

4) 2NH₃ N₂ + 3H₂.

62. Введение одного и того же вещества сместит равновесие влево

в системах:

1) 2SO₃ 2SO₂ + O₂,

2) 2H₂ + O₂ 2H₂O_(пар),

3) 2NO N₂ + O₂,

4) CO + H₂O CO₂ + H₂.

63. Одновременное понижение давления и повышение температуры сместит равновесие вправо в системе:

A) 2SO₃ 2SO₂ + O₂ +∆Н,

Б) PCl_3(г) + Cl₂ PCl_5(г)-∆Н,

В) CO + H₂O_(пар) CO₂ + H₂ -∆Н,

Г) N₂ + О₂ 2NО +∆Н.

64. Как следует изменить температуру и давление в системе

3O₂ 2O₃ +∆Н,

чтобы равновесие сместилось в сторону образования кислорода?

температуру давление

А) увеличить, увеличить,

Б) уменьшить, уменьшить,

В) увеличить, уменьшить,

Г) уменьшить, увеличить.

65. На положение (смещение) химического равновесия влияют:

1) давление реагирующих и образующихся газообразных веществ,

2) температура системы,

3) концентрация реагирующих и образующихся газообразных веществ,

4) катализатор.

66. На графике приведено изменение во времени концентрации веществ в системе

H_2(г) + I_2(г) 2HI_(г).

Определите, при каких значениях концентрации H₂ и HI в системе устанавливается равновесие?

А) H₂ – 0,7; HI – 0,7,

Б) H₂ – 0,7; HI – 0,5,

В) H₂ – 0,35; HI – 1,3,

Г) H₂ – 0,7; HI – 0,35.

67. Изменение во времени скоростей прямой и обратной реакции в системе 2A B верно отражает график:

A)	Б)
В)	Г)

68. По графику определите моменты времени, при которых в системе А B выполняются следующие три условия:

а) C_A = C_B, b) V_прям.=V_обр. c) C_B > C_A.

а b с

А) 0 4 1 и далее,

Б) 1 2 3,

В) 3 4 0,

Г) 1 3 правее 1.

69. Принцип Ле Шателье:

1) определяет направление смещения равновесия,

2) применяется к химическим процессам,

3) применим к физическим процессам,

4) применим к процессам растворения газов в воде.

70. На графике приведено изменение во времени концентраций веществ в системе

2 NH₃ ^кат. 3H₂ + N₂.

Пользуясь стехиометрическими коэффициентами, определите по графику вещества A, B и C.

А B C

А) NH₃ H₂ N₂

Б) NH₃ N₂ H₂

В) H₂ N₂ NH₃

Г) N₂ H₂ NH₃

71. Укажите ошибочное высказывание. Изменение температуры равновесной системы:

А) смещает положение равновесия,

Б) больше сказывается на скорости эндотермической реакции,

В) больше сказывается на скорости экзотермической реакции,

Г) больше сказывается на скорости той реакции, которая имеет большую Е_а.

72. Кинетическое уравнение реакции

aA_(г) + bB_(г) ®

А)  = ^(*),

^Б)  = ,

В)  = ,

Г)  = .

73. Кинетическим уравнением реакции

H_2(г) + I_2(г) ® 2HI_(пар)

является выражение:

А)  = ,

Б)  = ,

В)  =

Г)  =

74. Константа скорости (k) гомогенной реакции A_(г) + B_(г) ®:

1) равна скорости реакции при C_A = C_B = 1,

2) зависит от присутствия катализатора,

3) зависит от температуры,

4) зависит от природы веществ А и В.

75. Во сколько раз увеличится скорость реакции H_2(г) + I_2(г) ® 2HI_(г), если давление в системе увеличить в 4 раза?

А) 16, Б) 8, В) 4, Г) 32.

76. Во сколько раз увеличится скорость реакции H_2(г) + I_2(г) ® 2HI_(г), если концентрацию водорода увеличить в 10 раз?

А) 20, Б) 100, В) 5, Г) 10.

77. Состоянию равновесия в системе H₂ + I_2(г) 2HI

не соответствует формула:

A) K_p = ,

Б) k₁[H₂] × [I₂] = k₂[HI]²,

В) ,

Г) .

78. На константу равновесия (K_p) влияет:

А) давление,

Б) температура,

В) концентрация,

Г) катализатор.

79. В равновесной системе:

N₂ + O₂ 2NO +∆Н,

константа равновесия которой равна 20, а исходные вещества (N₂, O₂) взяты в реакцию в равных количествах (в моль):

1) число молекул NO, образующихся в единицу времени, больше числа молекул NO, распадающихся за это же время,

2) концентрация NO больше концентрации каждого из реагирующих веществ N₂ и O₂,

3) константа скорости прямой реакции больше константы скорости обратной реакции.

Б(*) – обычно а и b находят из эксперимента, и в большинстве случаев (исключая синтез HI и некоторые другие реакции) они не равны стехиометрическим коэффициентам а и b.