химия + методичка / kontr_z

Чему равны исходные концентрации воды и

?

Ответ: K=1; 0,08 моль/л; [С0]=0,02 моль/л.

197. Реакция между веществами А и В выражается уравнением:

Начальная концентрация вещества А равна 0,3 моль, вещества В равна 0,5 моль. Константа скорости реакции равна 0,8. Рассчитайте начальную скорость и скорость по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшилась на

Ответ: 0,036 моль/л·мин-1; 0,0144 моль/л·мин-1; 198. Реакция идет по уравнению:

Через некоторое время после начала реакции концентрации участвующих в ней веществ стали:

Какими были концентрации исходных веществ в начальный момент?

Ответ: 199. Реакция омыления уксусноэтилового эфира идет по урав-

нению: .

В некоторый момент концентрации участвующих в реакции веществ составили:

прямой и обратной реакции в этих системах до и после увеличения давления в 2 раза. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

201. В двух сосудах объемом по 20 л при одинаковой температуре находятся смеси газообразных веществ А и В. В каком сосуде быстрее и во сколько раз будет протекать химическая реакция , если в первый сосуд ввели 2 моля вещества А и 4 моля вещества В, а во второй – соответственно 6 и 4 моля веществ,

61

если константа скорости реакции равна 1моль/(л·с)? Ответ подтвердите расчетом.

Ответ: в 3 раза во втором сосуде. 202. Реакция выражена уравнением

Температурный коэффициент первой реакции равен 2,0, второй 3,0. Как будут относиться скорости этих реакций , если первую из них проводить при , а вторую – при ?

Ответ:

204. Как изменится скорость химической реакции:

.

если вместо кислорода взять такай же объём воздуха? Ответ обоснуйте.

Ответ: уменьшится в ~5 раз.

205. Вычислить, как изменится скорость химической реакции:

Ответ:

207. В 10л содержится 4моля вещества А и 5 молей вещества В. Какова будет концентрация этих веществ через 5с, если средняя скорость реакции равна 0,04моль/(л∙с)?

Ответ:

208. Как изменится скорость реакции:

62

вещества А была 0,5 моль/л. Через некоторое время концентрация вещества С стала равной 0,2 моль/л, а вещества В – 0,1 моль/л. Определить начальную концентрацию вещества В, конечную концентрацию вещества А и начальную скорость реакции. Константа скорости реакции равна 1 моль/(л∙с)

Ответ: 0,4 моль/л; 0,032моль/(л∙с).

210. Реакция протекает по уравнению

Начальная концентрация водорода 0,8 моль/л, хлора 0,6 моль/л; константа скорости реакции равна 0,4 моль/(л∙с). Определить скорость реакции в начальный момент и по истечении некоторого времени, когда концентрация водорода уменьшится на 0,4 моля.

Ответ:0,192 моль/(л∙с); 0,032моль/(л∙с).

211.Средняя скорость реакции равна

0,02моль/(л∙с). Каковы будут концентрации веществ А, В и С через 50 с после начала реакции, если начальные концентрации веществ А и В равны соответственно 2 и 4 моль/л?

Ответ: 1 моль/л: 3 моль/л; 1 моль/л.

212. При повышении температуры на каждые скорость химической реакции увеличивается в 3 раза. Как изменится скорость этой реакции, если понизить температуру от 100 до 70°С?

Ответ: в 27 раз.

213. Две реакции при 30°С протекают с одинаковой скоростью . Температурный коэффициент первой реакции равен 2, второй 4. Как будут относится скорости обеих реакций , если реакцию проводить при 60°С?

Ответ: 1:8.

214. Определить температурный коэффициент реакции, если при охлаждении реакционной системы с 90 до 50°С скорость реакции уменьшилась в 256 раз.

Ответ: 4.

63

215. На сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 128 раз, если температурный коэффициент равен 2?

Ответ: на .

216. При некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Че-

рез сколько минут закончилась бы эта реакция при 200°С и 100°С, если температурный коэффициент реакции равен 2?

Ответ: 0,5 мин; 512 мин.

217. Скорость реакции при повышении температуры на каждые увеличивается в 2 раза. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции при повышении температуры на

Ответ: в 64 раза.

218.Температурный коэффициент некоторой реакции равен 3. При какой температуре следует проводить эту реакцию, чтобы скорость реакции, идущей при 120°С, уменьшилась в 9 раз?

Ответ: при 100°С.

219.Как изменится скорость реакции: а) при повышении температуры на 40°С; б) при понижении температуры на 30°С? Температурный коэффициент реакции равен 3.

Ответ: в 81 раз; в 27 раз.

220.При повышении температуры на 40°С скорость химической реакции увеличилась в 256 раз. Вычислить, во сколько раз увеличится скорость этой реакции при повышении температуры на каждые10°С.

Ответ: в 4 раза.

221.При нагревании диоксида азота в закрытом сосуде до неко-

константу равновесия для этой температуры и исходную концентрацию диоксида азота.

По истечении некоторого времени в сосуде установилось химическое равновесие: . Вычислите концентрации всех ве-

ществ в момент равновесия, если известно, что концентрация вещества А уменьшилась на 30%.

64

Ответ: СА=0,7 моль/л; СВ=1,9 моль/л; СС=0,21 моль/л.

223. Равновесие реакции установилось

весия и исходные концентрации оксида углерода и хлора.

Ответ:100;0,02 моль/л;0,02моль/л.

224. Для каких из указанных реакций уменьшение объема вызовет нарушение равновесия? Указать направление смещения равновесия.

225.При 100°С некоторая реакция заканчивается за 243 минуты. Принимая температурный коэффициент реакции равным 3, рассчитайте, сколько минут понадобится для окончания этой реакции при 150°С.

Ответ: 1 минута.

226.Температурный коэффициент реакции равен 2. При какой температуре следует проводить эту реакцию, чтобы скорость реакции, идущей при 60°С, уменьшить в 8 раз?

Ответ: при 30°С.

227.Во сколько раз уменьшится скорость химической реакции при понижении температуры на 100°С, если температурный коэффициент равен 2.

Ответ: в 1024 раза.

дите константу равновесия для этой температуры и исходную концентрацию диоксида азота.

изменятся скорости прямой и обратной реакций, если уменьшить объемы, занимаемые газами, в 3 раза? Сместится ли при этом равновесие? Ответ подтвердить расчетом.

Ответ: в 27 раз; в 9 раз.

232. Куда сместится равновесие в реакциях:

,

,

,

,

а) при повышении температуры; б) при повышении давления; в) при понижении концентрации исходных веществ?

233. При разложении карбоната кальция в замкнутом сосуде устанавливается равновесие:

Как следует изменить условия проведения этой реакции, чтобы при той же температуре довести её до конца?

234. Рассчитать, как изменятся скорости прямых и обратных реакций в равновесных системах

при увеличении давления в 3 раза; исходя из результатов расчета, определить, как отразится это изменение давления на равновесии указанных систем.

66

235. Как будет влиять увеличение температуры, давления и концентрации исходных продуктов на состояния равновесия следующих реакциий:

;

;

;

, если известно, что в момент равновесия

, а константа равновесия равна 8. Ответ: 12моль/л.

Способы выражения концентрации растворов

Концентрацией раствора называется содержание растворенного вещества в определенной массе или известном объеме раствора или растворителя.

Пример 1. Вычислите: а) процентную : б) молярную (); в) эквивалентную ( ); г) моляльную () концентрации раствора , полученного при растворении 18 г кислоты в воды, если плотность (ρ) его . Чему равен титр Т этого раство-

ра?

Решение. а) Массовая процентная концентрация показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Так как массу воды можно принять

равной 282 г, то масса полученного раствора 18+282=300 г и, следовательно:

в300г раствора – 18г кислоты

в100г – х

67

б) молярная концентрация, или молярность, показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора:

Масса 1 л раствора составляет 1031г.

Массу кислоты в литре раствора находим из соотношения:

в300г раствора – 18г кислоты

в1031г – х

Молярность раствора получим делением числа граммов в 1 л раствора на молярную массу

в) эквивалентная концентрация, или нормальность, показывает число эквивалентных масс растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора:

Так как эквивалентная масса

то

г) моляльная концентрация, или моляльность, показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Массу в 1000 г растворителя находим из соотношения:

в282г растворителя – 18г кислоты

в1000г – х

68

Отсюда

Титром раствора называется число граммов растворенного вещества в (мл) раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г кислоты, то

Зная нормальность раствора и эквивалентную массу растворенного вещества, титр легко найти по формуле:

Пример 2. На нейтрализацию 50 см3 раствора кислоты израсходовано . раствора щелочи. Чему равна нормальность ки-

слоты?

Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то растворы равной нормальности реагируют в равных объемах. При разных нормальностях объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальностям, т.е.:

Пример 3. К 1 л 10%-ного раствора КОН (пл. 1,092 г/см3) прибавили 0,5 л 5%-ного раствора КОН (пл. 1,045 г/см3). Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

Решение. Масса одного литра 10%-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится (1092∙10)/100=109,2 г КОН. Масса 0,5 л

69

5%-ного раствора . В этом растворе содержится

(522,5∙5)/100=26,125 г КОН.

В общем объеме полученного раствора (2 л) содержание составляет . Отсюда молярность этого раствора – молярная масса .

Пример 4. Какой объем 96%-ной серной кислоты плотностью 1,84г/см3 потребуется для приготовления . раствора?

Решение. Эквивалентная масса

тельно, для приготовления 3л 0,4н. раствора надо взять

58,848/1,766=33,32 см3 этой кислоты.

Пример 5. Какова молярная доля серной кислоты в растворе, содержащем воды.

Решение. Молярная доля компонента раствора равна отношению числа молей этого компонента к сумме чисел молей всех компонентов раствора.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

237. Вычислите молярную и эквивалентную концентрации 20%-нoго раствора хлорида кальция плотностью .

Ответ: 2,1 М; 4,2 н.

238.Чему равна нормальность раствора плотностью ? К I л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.

Ответ:

239.Вычислите эквивалентную и моляльную концентрации 20,8%-ного раствора плотностью . Сколько граммов

кислоты содержится в 4 л этого раствора?

70