4.7. Задания для текущих и промежуточных контролей

Раздел I

1. В момент установления равновесия в системе

N_2(г) + 3Н_2(г) ↔2NH_3(г)

молярные концентрации азота, водорода и аммиака соответственно равны 2,5; 1,8; и 3,6 моль/л. Вычислите константу химического равновесия и начальные молярные концентрации азота и водорода.

Ответ: 0,9; 4,3 моль/л; 7,2 моль/л.

2. Химическое равновесие в гомогенной системе

А +2В ↔ С

установилось при следующих молярных концентрациях веществ (моль/л): С(А) = 0,06; С(В) = 0,12; С(С) = 0,216. Вычислите константу равновесия и начальные молярные концентрации веществ А и В.

Ответ: 250; 0,276 моль/л; 0,552 моль/л.

3. В реакционной массе, содержащей в начальный момент времени 3 моль/л кислорода и 5 моль/л водорода, в результате химической реакции образуется вода. В состоянии равновесия молярная концентрация продукта реакции составила 4 моль/л. Определите константу равновесия реакции.

Ответ: 16.

4. Константа равновесия реакции

FeO_(к) + СО_(г) ↔Fe_(к) + СО_2(г)

при некоторой температуре равна 0,5. Найдите равновесные молярные концентрации СО и СО₂, если их начальные молярные концентрации составляли соответственно 0,05 и 0,01 моль/л.

Ответ: 0,04 моль/л; 0,02 моль/л.

5. Реакция протекает согласно уравнению 2А ↔ В. Начальная молярная концентрация вещества А равна 0,2 моль/л. Константа равновесия реакции К_с = 0,5. Определите равновесные молярные концентрации веществ А и В.

Ответ: ~0,17 моль/л; ~0,015 моль/л.

6.Через некоторое время после начала гомогенной реакции

4HCl + O₂ ↔ 2H₂O + 2Cl₂

при установившемся равновесии молярные концентрации веществ стали равными (моль/л)

Определите начальные молярные концентрации НCl и О₂.

Ответ: 1,45 моль/л; 0,59 моль/л.

7. Вычислите константу равновесия гомогенной реакции

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃,

если начальные молярные концентрации азота и водорода составляли соответственно 6 и 13 моль/л, а в момент равновесия молярная концентрация аммиака была 8 моль/л.

Ответ: 32.

8. В замкнутом сосуде протекает газофазная реакция

АВ ↔ А + В.

Определите начальную молярную концентрацию исходного вещества АВ, если известно, что константа равновесия реакции равна 0,04, а равновесная молярная концентрация вещества А составляет 0,02 моль/л.

Ответ: 0,03 моль/л.

9. Вычислите константу равновесия системы

H₂ + I₂ ↔ 2HI,

если реакция началась при молярных концентрациях водорода и йода, равных 1 и 0,6 моль/л соответственно, а в момент равновесия молярная концентрация HI была 1 моль/л.

Ответ: 20.

10. Протекает газофазная реакция

3А + 2В ↔ 3С.

При установившемся химическом равновесии зафиксированы следующие молярные концентрации реагирующих веществ (моль/л): С(А) = 5; С(В) = 5; С(С) = 6. Определите молярные концентрации веществ А и В в начальный момент времени. Вычислите константу равновесия гомогенной реакции.

Ответ: 11 моль/л; 9 моль/л; 0,06912.

11. При температуре 713 К константа диссоциации HI равна 0,0156. Найдите концентрации H₂, I₂ и HI в состоянии равновесия, если вначале было взято 2 моль HI. Вместимость реакционного сосуда равна 5 л.

Ответ: 0,04 моль/л; 0,04 моль/л; 0,32 моль/л.

12. Константа равновесия гомогенной реакции

СО₂ + Н₂ ↔ СО + Н₂О

равна 1. Рассчитайте равновесные молярные концентрации всех веществ, если начальные молярные концентрации водорода и диоксида углерода составляли соответственно 0,6 и 0,3 моль/л.

Ответ: моль/л.

13. Начальные молярные концентрации оксида азота и хлора в газофазной реакции

2NO + Cl₂ ↔ 2NOCl

равны соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. К моменту наступления равновесия прореагировало 20 % оксида азота. Вычислите константу равновесия реакции.

Ответ: 0,42.

14. Константа равновесия гомогенной реакции

СО + Н₂О ↔ СО₂ + Н₂

при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные молярные концентрации всех веществ, если начальные молярные концентрации СО и Н₂О были одинаковы и составляли 1 моль/л.

Ответ: моль/л.

15. Начальные молярные концентрации оксида углерода (II) и паров воды равны и составили 0,03 моль/л. Вычислите равновесные молярные концентрации СО, Н₂О и Н₂ в гомогенной реакции СО + Н₂О ↔ СО₂ +Н₂, если известно, что

равновесная молярная концентрация СО₂ равна 0,01 моль/л.

Ответ: моль/л; моль/л.

16. Определите К_с газофазной реакции

2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃,

если начальные молярные концентрации веществ равны а к моменту равновесия прореагировало 80 % кислорода.

Ответ: 64.

17. Начальная молярная концентрация кислорода в гомогенной системе 3О₂ ↔ 2О₃ была равна 1,2 моль/л. Вычислите К_с, если к моменту установления равновесия 70 % кислорода превратилось в озон.

Ответ: 6,72.

18. Гомогенная реакция

Н₂ + I₂ ↔ 2HI

началась при молярных концентрациях водорода и йода 1 и 0,6 моль/л соответственно. К моменту наступления равновесия прореагировало 50 % водорода. Определите К_с.

Ответ: 20.

19. Реакция протекает по уравнению А + В ↔ 2С.

Определите равновесные концентрации реагирующих веществ, если начальные молярные концентрации веществ А и В соответственно равны 0,5 и 0,7 моль/л, а константа равновесия реакции равна 50.

Ответ: с_А=0,06 моль/л; с_B=0,26 моль/л; c_C=0,88 моль/л.

20. Вычислите равновесные молярные концентрации веществ в гомогенной реакции CH₄ + I₂ ↔ CH₃I + HI, если в исход-

ной смеси было 2 моль/л метана и 3 моль/л йода, а константа равновесия была равна 1.

Ответ:

моль/л; моль/л; моль/л.

21. Начальные молярные концентрации исходных веществ SO₂ и О₂ в газофазной реакции 2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ были равны

1,6 и 1,2 моль/л соответственно. Найдите концентрации этих веществ в тот момент, когда образовалось 0,6 моль/л SO₃.

Ответ:

22. 4 моль оксида серы (IV) и 2 моль кислорода смешаны при давлении 3,039·10⁵ Па. К моменту наступления равновесия в смеси осталось 20 % SO₂. Определите равновесные количества SO₂, O₂ и образовавшегося оксида серы (VI) и давление, при котором установилось равновесие, если реакция велась в закрытом сосуде.

Ответ: 0,8 моль; 0,4 моль; 3,2 моль; 2,229•10⁵ Па.

23. В газофазной реакции CO + Cl₂ ↔ COCl₂ исходные вещества взяты в эквимолярных количествах при давлении 1,013·10⁵ Па. К моменту наступления равновесия в смеси осталось 50 % СО. Определите, каким станет давление, если реакция велась в закрытом сосуде?

Ответ: 7,6^.10⁴ Па.

24. Как изменится давление в закрытом сосуде при протекании газофазной реакции

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃,

если начальные молярные концентрации N₂ и Н₂ были равны 2 и 6 моль/л соответственно, а к моменту наступления равновесия доля прореагировавшего азота составила 10 %.

Ответ: давление составит 95 % от исходного.

25. При данной температуре для гомогенной реакции

А +В ↔ С +D

константа равновесия равна 1. В реакции участвовали 2 моль вещества А и 2 моль вещества В. Вычислите, какая доля вещества А (%) подверглась превращению?

Ответ: 50 %.

26. Константа равновесия гомогенной реакции

А + В ↔ С + D

равна 1. Начальные молярные концентрации веществ А и В составили 2 и 10 моль/л соответственно. Определите, сколько процентов вещества А прореагировало?

Ответ: 83,5 %.

27. Вычислите массовые доли Н₂ и I₂ в момент установления равновесия в реакции с образованием HI, если начальные молярные концентрации водорода и йода равны 1 моль/л, а константа равновесия при данной температуре равна 4?

Ответ: 0,0039 м.д.; 0,4961 м.д.

28. Для газофазной реакции

СОCl₂ ↔ СО + Cl₂

при некоторой температуре константа равновесия составляет 5, а равновесная концентрация хлора – 0,5 моль/л. Найдите равновесную концентрацию фосгена.

Ответ: 0,05 моль/л.

29. Исходные молярные концентрации СО, Н₂О, СО₂ и Н₂ в газофазной реакции (моль/л)

СО + Н₂О = СО₂ + Н₂

составляли 0,5, 0,6, 0,4 и 0,2 соответственно. Прореагировало 60 % Н₂О. Вычислите молярные концентрации всех участвующих в реакции веществ. Ответ:

30. Равновесные молярные концентрации веществ А, В, С и D в гомогенной реакции (моль/л)

А + В ↔ С + D

составляли 18,0, 16,0, 24,0 и 12,0 соответственно. Концентрацию вещества С уменьшили на 12 моль/л, в результате чего равновесие было нарушено. Вычислите равновесные концентрации всех веществ после смещения равновесия.

Ответ:

с_А=14,6 моль/л; с_B=12,6 моль/л; c_C=12,0 моль/л; c_D=15,6 моль/л.