7.4 Вопросы и задания

1 Какие химические реакции называют обратимыми? необратимыми? Приведите примеры таких реакций.

2 При каких условиях наступает химическое равновесие в обратимых системах?

3 Какой параметр называют константой равновесия? Как отражается её зависимость от констант прямой и обратной реакций?

4 От каких факторов зависит константа равновесия? от каких не зависит?

5 Почему в выражении константы равновесия концентрации веществ указаны в степенях, соответствующих их стехиометрическим коэффициентам, а не экспериментально определяемым числам x, y и др.?

6 Каким соотношением связана константа равновесия с энергией Гиббса?

7 Приведите формулировку принципа Ле Шателье. Какое практическое значение имеет этот принцип? Приведите примеры.

8 Напишите выражения для констант равновесия:

8.1 B гомогенных газовых системах:

1) Н₂ + Cl₂ ↔ 2HCl; 2) 2N₂O₅ ↔ 2N₂O₄ + O₂; 3) 2N₂O ↔ 2N₂ + O₂.

8.2 В гетерогенных системах: 1) С(к) + СО(г) ↔ СО₂(г);

2) S(ж) + O₂(г)↔ SO₂(г); 3) FeO(к)↔ Fe(к) + O₂(г).

9 Скорость прямой элементарной газовой реакции (1000 ⁰С)

CH₃ + HI ↔ CH₄ + I

равна 2,0∙10^–7 моль/(дм³∙с) при [CH₃] = 1,0∙10^–8 моль/дм³ и [HI] = 2,0∙10^–8 моль/дм³, обратной – 3,0∙10^–4 моль/(дм³∙с) при [CH₄] = 3,0∙10^–6 моль/дм³ и [I] = 1,0∙10^–8 моль/дм³.

Вычислите константы прямой и обратной скоростей этой реакции, а также – константу её равновесия.

Ответ:

10 При синтезе аммиака N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ равновесие установилось при следующих концентрациях (в моль/дм³): [N₂] = 4; [H₂] = 2; [NH₃] = 6. Вычислите константу равновесия этой реакции и исходные концентрации азота и водорода.

Ответ: К^р = 1,1; С_(исх.)( N₂) = 7 моль/дм³; С_(исх.)(Н₂) = 11 моль/дм³.

11 Реакция протекает по уравнению А + В ↔ 2С. Определите равновесные концентрации реагирующих веществ, если исходные концентрации веществ А и В соответственно равны: 4 и 6 моль/дм³; К^р = 1.

Ответ: [A] = 2,1 моль/дм³; [B] = 4,1 моль/дм³; [C] = 3,8 моль/дм³.

12 В каком направлении сместится равновесие гомогенной реакции

PCl₅ ↔ PCl₃ + Cl₂, ∆Н⁰_х.р. = +92,45 кДж/моль,

если: 1) повысить концентрацию PCl₅; 2) увеличить концентрацию PCl₃; 3) повысить давление; 4) увеличить температуру на 20 ⁰С (при γ_пр = 2; γ_обр. = 3)?

13 Константа равновесия реакции

FeO(к) + CO(г) ↔ Fe(к) + CO₂(г)

при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации составляли (в моль/дм³): С(СО) = 0,05; С(СО₂) = 0,01.

Ответ: [СО] = 0,04 моль/дм³; [СО₂] = 0,02 моль/дм³.

14 Константа равновесия реакции A + B ↔ C + D равна единице. Исходная концентрация С(А) = 0,02 моль/дм³. Какая массовая доля вещества А подвергается превращению, если исходные концентрации вещества В составляли: 0,02, 0,1 и 0,2 моль/дм³?

Ответ: 50 %; 83,3 % 90,9 %.

15 При некоторой температуре из двух моль СО и двух моль Cl₂ образовалось 0,45 моль COCl₂. Вычислить константу равновесия газообразной системы

CO + Cl₂ ↔ COCl₂.

Ответ: К^р = 0,187.

16 Константа равновесия газообразной системы

2HI ↔ H₂ + I₂

при некоторой температуре равна 0,02. Вычислить степень термической диссоциации HI.

Ответ: α(HI) = 0,22.

17 Для газообразной системы 2HI ↔ H₂ + I₂ константа равновесия равна 50. Сколько моль HI образуется из 2 моль H₂ и 1 моль I₂?

Ответ: 1,87 моль HI.