90. Почему азот не может иметь валентность больше четырех?

Тема 4 «Химическая термодинамика и кинетика»

91. Чем измеряется скорость химической реакции? Каким законом выражается зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ? Напишите математические выражения для скоростей реакций:

2СО + О₂ == 2СO₂

СО₂ + С == 2СО

92. Как формулируется закон, которому подчиняется зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ? Напишите математические выражения для скоростей реакций:

4NH₃ + 5O₂ = 4NО +6Н₂О

2А1+ЗС1₂ = 2А1С1₃

93. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 10 до 100°С, если при нагревании на каждые 10°С температура удваивается?

94. Во сколько раз уменьшится скорость реакции при понижении температуры от 100 до 50°С, если температурный коэффициент реакции равен З?

95. Рассчитайте, как изменится скорость прямой и обратной реакций, протекающих по уравнению 2SO₂ + O₂ ↔ 2 SO₃, если увеличить давление в два раза. Сместится ли при этом равновесие? Ответ дайте на основании расчета.

96. Какое состояние системы называется химическим равновесием? Напишите выражения для констант равновесия реакций:

2SO₂ + O₂ ↔ 2 SO₃

FeO + CO ↔ Fe + СO₂

97. Применяя принцип Ле Шателье, укажите, как влияет изменение давления и температуры на смещение химического равновесия, установившегося в газовой смеси. В какую сторону сместится равновесие реакций:

N₂ + ЗН₂ ↔ 2NН₃ + 92,05 кДж;

N₂+O₂ ↔ 2NО −180,75 кДж.

при повышении давления; температуры?

98. В чем сущность принципа Ле Шателье? На примере промышленного способа получения аммиака синтезом из водорода и азота покажите, как, применяя принцип Ле Шателье к химическому равновесию, можно направлять химическую реакцию в желаемую сторону.

99. Почему изменение давления смещает равновесие реакции

2NО + O₂ ↔ NO₂ и не смещает равновесие реакции N₂ + O₂ ↔ 2NO? Докажите это расчетом, вычислив, например, изменение скоростей прямых и обратных реакций при увеличении давления в 2 раза.

100. Применяя принцип Ле Шателье, укажите, в какую сторону сместится равновесие в реакциях при понижении температуры; при повышении давления:

2CO + O₂ ↔ 2CO₂ + 569,02 кДж;

N₂ + O₂ ↔ 2NO – 180,75 кДж

CO + H₂O ↔ CO₂ + H₂ + 42,68 кДж.

101. В какую сторону сместятся равновесия реакций а) при повышение температуры; б) при понижении давления?

2CO + O₂ ↔ 2CO₂ + Q

CaCO₃ ↔ CaO + CO₂ −Q

102. Напишите выражения для констант равновесия реакций. Как отразится повышение давления на равновесии этих реакций?

Fe₂O₃ + CO ↔ 2FeO + CO₂

CO₂ + C ↔ 2CO

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

103. При некоторой температуре равновесие реакции

2NO + O₂ ↔ 2NO₂

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [NO] = 0,2; [O₂] = 0,1; [NO₂] = 0,1. Вычислите константу равновесия и укажите первоначальную концентрацию окиси азота.

104. Константа равновесия реакции N₂ + ЗН₂ ↔ 2NН₃ равна 0,1 (при температуре 400°С). Равновесные концентрации (моль/л): [H₂] = 0,2; [NH₃] = 0,08. Вычислите начальную и равновесную концентрации азота.

105. Константа равновесия реакции СО + Н₂O ↔ Н₂ + СO₂ при некоторой температуре равняется 1. Каковы будут концентрации всех веществ в момент равновесия, если исходные концентрации были: [СO] = 1 моль/л; [Н₂О] = 3 моль/л?

106. Равновесие реакции 2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [SO₂] = 0,8; [O₂] = 0,03; [SO₃] = 0,01. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации SO₂ и О₂.

107. Во сколько раз изменится скорость реакции образования аммиака N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃, если концентрацию водорода увеличить в три раза?

108. Почему изменение давления смещает равновесие реакции

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ и не смещает равновесие реакции N₂ + O₂ ↔ 2NO?

109. В какую сторону сместится равновесие реакций: а) при понижении температуры; б) при повышении давления?

4HCl + O₂ ↔ 2H₂O + 2Cl₂ + Q

CH₄ + CO₂ ↔ 2CO + 3H₂ − Q

110. Равновесие реакции N₂ + ЗН₂ ↔ 2NН₃ установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [N₂] = 3; [Н₂] = 9; [NН₃] =4. Каковы были исходные концентрации азота и водорода?

111. На основании расчета изменения энергии Гиббса указать, какая из реакций может протекать при стандартных условиях. Учесть коэффициенты при расчете:

а) H₂O_{2 (ж)} → H₂O _(ж) + О_{2 (г)};

б) Н_{2 (г)} + N_{2 (г)} → NH_{3 (г)}.

112. Вычислить температуру при которой установится равновесие в данной системе:

Fe₂O_{3 (к)} + Н_{2 (г)} → Fe _(к) + Н₂О _(г), если ΔН˚ = + 96,61 кДж/моль.

113. Вычислить количество теплоты, поглощенной или выделенной при реакции взаимодействия 100 г оксида хрома (III) с алюминием. Расчет производить с учетом коэффициентов. Указать, какой является реакция: экзотермическая или эндотермическая.

114. Температурный коэффициент реакции равен 3. При температуре 60˚С реакция протекает за 20 мин 15 с. При какой температуре эта реакция пройдет за 15 с?

115. Определите равновесную концентрацию водорода в реакции:

2HI ↔ I₂ + H₂,

если исходная концентрация йодоводорода 0,55 моль/л, а константа равновесия 0,25.

116. Как повлияет изменение температуры и давления на сдвиг химического равновесия в системах:

а) 4HCl + O₂ ↔ 2H₂O + 2Cl₂, ΔН˚ = -114,5 кДж;

б) N₂ + O₂ ↔ 2NO, ΔН˚ = +180,7 кДж?

117. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы: СО₂ + С ↔ 2СО. Как изменится скорость прямой реакции – образования СО, если концентрация СО₂ уменьшится в 2 раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

118. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: N₂ + 3Н₂ ↔ 2NH₃. Как изменится скорость прямой реакции образования аммиака, если увеличить концентрацию азота в четыре раза?

119. В гомогенной газовой системе А + В ↔ С + D равновесие установилось при следующих концентрациях: [B] = 0,05 моль/л и [C] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В.

120. Константа скорости реакции разложения N₂O, протекающей по уравнению 2N₂O ↔ 2N₂ + O₂ равна 5∙10^-4. Начальная концентрация N₂O 5 моль/л. Вычислить начальную скорость реакции и скорость, когда произойдет разложение 60% N₂O.

121. Вычислить, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120˚С до 80˚С. Температурный коэффициент реакции равен 3.

122. Константа равновесия гомогенной системы: СО (г) + Н₂О (г) ↔ ↔ СО₂(г) + Н₂(г) при некоторой температуре равна 1. Вычислить равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [CO] _исх = 0,05 моль/л, [Н₂О] _исх = 0,2 моль/л.

123. Напишите выражение константы равновесия для следующих реакций: 4 P + 5 O₂ ↔ 2 P₂O₅

S + O₂ ↔ SO₂.

Как влияет температура и давление на сдвиг химического равновесия?

124. На основании расчета изменения энергии Гиббса указать, какая из реакций может протекать при стандартных условиях. Учесть коэффициенты при расчете:

а) Н_{2 (г)}+ N_{2 (г)} → NH_{3 (г)}

б) Сu(OH)_{2 (к)} → СuO _(к) + Н₂О _(ж).

125. Вычислить температуру при которой установится равновесие в данной системе:

CaO _(г) + CO_{2 (г)} → СаСО_{3 (к)}, если ΔН˚ = - 177,49 кДж/моль.

126. Вычислить количество теплоты, поглощенной или выделенной при реакции взаимодействия 31 г оксида натрия с оксидом углерода (IV). Расчет производить с учетом коэффициентов. Указать, какой является реакция: экзотермическая или эндотермическая.

127. Как повлияет изменение температуры и давления на сдвиг химического равновесия в системах:

а) СOCl₂ ↔ CO + Cl₂, ΔH˚₂₉₈ = + 112,5 кДж

б) N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃, ΔH˚₂₉₈ = - 92,4 кДж

128. При температуре 0˚С реакция протекает за 1 мин 15 с, при температуре 20˚С – за 18,75 с. Вычислите температурный коэффициент реакции.

129. На основании расчета изменения энергии Гиббса указать, какая из реакций может протекать при стандартных условиях. Учесть коэффициенты при расчете:

а) Н_{2 (г)} + S _(к) → H₂S _(г)

б) Н₂О _(г) + Cl_{2 (г)} → НСl _(г) + О_{2 (г)}.

130. Вычислить температуру при которой установится равновесие в данной системе:

SO_{2 (г)} + O_{2 (г)} → SO_{3 (г)}, если ΔS˚ = -205,03 Дж/моль∙К.