6.2.Задачи для домашнего задания
1.Как изменится начальная скорость простой реакции, если:
№ |
Условие |
|
задачи |
|
|
|
|
|
|
2А(г) + В(г) → А2В(г) |
реакция для №1.1-1.8 |
|
|
|
1.1 |
концентрацию вещества А увеличить в 2 раза |
|
|
|
|
1.2 |
концентрацию вещества В увеличить в 2 раза |
|
|
|
|
1.3 |
увеличить давление в системе в 3 раза |
|
|
|
|
1.4 |
уменьшить объем системы в 2 раза |
|
|
|
|
1.5 |
уменьшить концентрацию веществ А и В в 3 раза |
|
|
|
|
1.6 |
снизить давление в системе в 4 раза |
|
|
|
|
1.7 |
увеличить объем системы в 2 раза |
|
|
|
|
1.8 |
уменьшить концентрацию вещества А в 2 раза |
|
|
|
|
|
А(г) + В(г) → АВ(г) |
реакция для №1.9-1.16 |
|
|
|
1.9 |
концентрацию вещества А увеличить в 2 раза |
|
|
|
|
1.10 |
концентрацию вещества В увеличить в 2 раза |
|
|
|
|
1.11 |
увеличить давление в системе в 3 раза |
|
|
|
|
1.12 |
уменьшить объем системы в 2 раза |
|
|
|
|
1.13 |
уменьшить концентрацию веществ А и В в 3 раза |
|
|
|
|
1.14 |
снизить давление в системе в 4 раза |
|
|
|
|
1.15 |
увеличить объем системы в 2 раза |
|
|
|
|
1.16 |
уменьшить концентрацию вещества А в 2 раза |
|
|
|
|
60
2.Скорость разложения вещества А описывается кинетическим уравнением первого порядка. Определить начальную концентрацию вещества [А]0, концентрацию вещества через t секунд после начала реакции [A]t, константу скорости реакции k, время реакции t.
№ |
[A]t, |
[А]0, |
k, |
t, |
Конверсия, |
Определить |
задачи |
моль/л |
моль/л |
с-1 |
с |
% |
|
2.1 |
|
0,2 |
0,003 |
90 |
|
[A]t |
2.2 |
|
|
0,026 |
|
80 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
2.3 |
0,2 |
|
0,045 |
20 |
|
[А]0 |
2.4 |
|
|
0,045 |
|
65 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
2.5 |
|
0,1 |
0,026 |
30 |
|
[A]t |
2.6 |
0,4 |
0,8 |
|
50 |
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
2.7 |
0,4 |
|
0,013 |
40 |
|
[А]0 |
2.8 |
|
|
|
10 |
30 |
k |
|
|
|
|
|
|
|
2.9 |
|
|
|
40 |
50 |
k |
|
|
|
|
|
|
|
2.10 |
0,1 |
0,3 |
0,017 |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
2.11 |
|
0,5 |
0,005 |
90 |
|
[A]t |
2.12 |
0,1 |
|
0,025 |
20 |
|
[А]0 |
2.13 |
0,2 |
0,4 |
|
60 |
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
2.14 |
|
|
0,012 |
|
45 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
2.15 |
|
0,4 |
0,012 |
80 |
|
[A]t |
2.16 |
0,3 |
|
0,026 |
30 |
|
[А]0 |
61
3.Как изменится скорость реакции A(г) + B(г) → C(г) + D(г) при: а) повышении (понижении) температуры, если энергия
активации реакции равна Еа (№ 3.1-3.10); б) уменьшении Еа и температуре, равной Т оС
(№ 3.11 – 3.16).
№ |
Условие задачи |
Еа, |
T, |
задачи |
|
кДж/моль |
°C |
|
|
|
|
3.1 |
повышении температуры от 27 до 37°C |
50 |
|
|
|
|
|
3.2 |
понижении температуры от 45 до 30°C |
50 |
|
|
|
|
|
3.3 |
повышении температуры от 20 до 40°C |
50 |
|
|
|
|
|
3.4 |
понижении температуры от 60 до 25°C |
50 |
|
|
|
|
|
3.5 |
повышении температуры от 10 до 27°C |
50 |
|
|
|
|
|
3.6 |
повышении температуры от 27 до 37°C |
75 |
|
|
|
|
|
3.7 |
понижении температуры от 45 до 30°C |
75 |
|
|
|
|
|
3.8 |
повышении температуры от 20 до 40°C |
75 |
|
|
|
|
|
3.9 |
понижении температуры от 60 до 25°C |
75 |
|
|
|
|
|
3.10 |
повышении температуры от 10 до 27°C |
75 |
|
|
|
|
|
3.11 |
уменьшении энергии активации на 4 кДж |
|
25 |
|
|
|
|
3.12 |
уменьшении энергии активации на 10 кДж |
|
35 |
|
|
|
|
3.13 |
уменьшении энергии активации на 20 кДж |
|
21 |
|
|
|
|
3.14 |
уменьшении энергии активации на 25 кДж |
|
15 |
|
|
|
|
3.15 |
уменьшении энергии активации на 7 кДж |
|
22 |
|
|
|
|
3.16 |
уменьшении энергии активации на 12 кДж |
|
18 |
|
|
|
|
62
4.Для реакции с заданной константой равновесия Kс и начальными концентрациями газообразных исходных веществ C0 рассчитайте равновесные концентрации исходных веществ и продуктов:
№ |
|
|
|
|
|
|
|
задачи |
Реакция |
Kс |
|
C0, |
|||
|
|
|
|
|
|
моль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
||||
4.1 |
CO(г) + H2O(г) ↔ CO2(г) + H2(г) |
2,2 |
0,02 |
||||
4.2 |
FeO(тв) + CO(г)↔ Fe(тв) + CO2(г) |
13,6 |
0,04 |
||||
4.3 |
2HΙ(г)↔ H2(г) + Ι2(г) |
0,5 |
0,02 |
||||
4.4 |
SO2 (г) + CO 2 (г) ↔ SO3 (г) + CO (г) |
0,5 |
0,01 |
||||
4.5 |
H 2(г) + SO3 (г) ↔ H 2O (г) + SO2 (г) |
1,3 |
0,01 |
||||
4.6 |
2CuO (тв) + CO (г)↔ Cu 2O (тв) + CO 2 (г) |
15,8 |
0,03 |
||||
4.7 |
2HBr (г) ↔ H 2(г) + Br 2(г) |
0,4 |
0,04 |
||||
4.8 |
H 2 (г) + Cl2 (г) ↔ 2HCl (г) |
3,7 |
0,01 |
||||
4.9 |
N 2 (г) + O 2 (г) ↔ 2NO (г) |
3,4 |
0,02 |
||||
4.10 |
SO3 (г) + CO (г) ↔ SO2(г) + CO 2(г) |
1,9 |
0,02 |
||||
4.11 |
H 2(г) + Br 2(г) ↔ 2HBr (г) |
2,8 |
0,01 |
||||
4.12 |
2HCl (г) ↔ H 2 (г) |
+ Cl2 (г) |
0,3 |
0,03 |
|||
4.13 |
Fe 2O 3(тв) + CO(г) |
↔ 2FeO(тв) + CO2 (г) |
11,3 |
0,04 |
|||
4.14 |
H 2 (г) + CO 2 (г) ↔ H 2O (г) + CO (г) |
2,6 |
0,01 |
||||
4.15 |
2NO (г) ↔ O 2 (г) |
+ N 2 (г) |
0,3 |
0,04 |
|||
4.16 |
NiO (тв) + H 2 (г) |
↔ Ni (тв) + H 2O (г) |
5,6 |
0,03 |
|||
63
5.Определите константу равновесия Kс и начальные концентрации исходных веществ для гомогенной газообразной реакции, если равновесие в системе установилось при следующих концентрациях: [A]равн = 0,04 моль/л; [B]равн = 0,05 моль/л; [C]равн= = 0,08 моль/л.
№ задачи |
|
Реакция |
|
|
|
5.1 |
A + B ↔ C + D |
|
|
|
|
5.2 |
2A |
+ B ↔ C + D |
|
|
|
5.3 |
A + B ↔ 2C + D |
|
|
|
|
5.4 |
A + B ↔ 2С |
|
|
|
|
5.5 |
A +2B ↔ C + D |
|
|
|
|
5.6 |
2A |
↔ C + D |
|
|
|
5.7 |
2A |
↔ 2C + D |
|
|
|
5.8 |
2B |
↔ C + 2D |
|
|
|
5.9 |
A + B ↔ 2C |
|
|
|
|
5.10 |
A + B ↔ C + 2D |
|
|
|
|
5.11 |
2B |
↔ C + D |
|
|
|
5.12 |
A + B ↔ C |
|
|
|
|
5.13 |
2A |
↔ C + 2D |
|
|
|
5.14 |
A + B ↔ С |
|
|
|
|
5.15 |
A ↔ C + D |
|
|
|
|
5.16 |
2B |
↔ 2C + D |
|
|
|
64
6.На основании принципа Ле Шателье, определите в каком
направлении сместится равновесие в системе при повышении: а) давления (T = const); б) температуры.
№ задачи |
|
Реакция |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
6.1 |
COCl2(г) ↔ CO(г) + |
Cl2(г); |
|
H° > 0 |
|
|
6.2 |
H2(г) + Ι2(г) ↔ 2HΙ(г); |
H° > 0 |
|
|||
6.3 |
2CO (г)+ O 2 (г) ↔ 2CO2 (г); |
|
H° < 0 |
|
||
6.4 |
N 2 (г) +O 2 (г) ↔ 2NO (г); |
H° > 0 |
|
|||
6.5 |
2H 2 (г) + O 2 (г) ↔ 2H 2O (г); |
H° < 0 |
|
|||
6.6 |
4HCl (г) + O 2 (г) ↔ 2H 2O (г) + 2 Cl2 (г); H° < 0 |
|||||
6.7 |
2NO (г) +O 2 (г) ↔ 2NO 2 (г); |
H° < 0 |
|
|||
6.8 |
2SO3 (г) ↔ 2SO2 (г) + O 2 (г); |
H° > 0 |
|
|||
6.9 |
2O3 (г) ↔ 3O2 (г); |
H° < 0 |
|
|
|
|
6.10 |
CO (г)+ 2H 2 (г) ↔ CH3OH (г); H° < 0 |
|
||||
6.11 |
N 2O 4 (г) ↔ 2NO 2 (г); |
H° > 0 |
|
|||
6.12 |
2H 2O (г) ↔ 2H 2 (г) + O 2 (г); |
H° > 0 |
|
|||
6.13 |
SO3 (г) + NO (г) ↔ SO2 (г) + NO 2 (г); |
H° > 0 |
||||
6.14 |
N 2 (г) +3H 2 (г) ↔ 2NH3 (г); |
|
H° < 0 |
|
||
6.15 |
CH4 (г) + 2H 2O(г) ↔ CO2(г) +4H2(г); |
H°> 0 |
||||
6.16 |
PCl5(г) ↔ PCl3(г) + |
Cl2(г); |
H° > 0 |
|
||
65
7.Определить вид дифференциального кинетического уравнения
иконстанту скорости реакции
n А + m В → продукты,
если в трех опытах при начальных концентрациях вещества В = =0,2; 0,4; 0,6 моль/л и фиксированной концентрации вещества А, равной [A]0 моль/л, скорости реакции имели значения υ1, υ2, υ3. В трех последующих опытах при различных начальных концентрациях [А] = =0,1; 0,3; 0,5 моль/л и постоянной концентрации В, равной [B]0 моль/л, скорости реакции имели значения υ4, υ5, υ6.
Значения υ1 - υ6, [A]0 и [B]0 приведены в табл. 4.
8. Приведенные ниже данные соответствуют температурной зависимости константы скорости реакции А → продукты, имеющей первый порядок
Температура, К |
Т1 |
Т2 |
Т3 |
Константа k, с-1 |
0,0012 |
0,0027 |
0,0061 |
Определите энергию активации и значение предэкспоненциального множителя. Рассчитайте константу скорости при температуре T4 и определите концентрацию вещества А через 100 с после начала реакции, если известно, что начальная концентрация вещества А равна
2моль/л. Значения Т1, Т2, Т3, T4 приведены в табл. 5.
9.Химическое равновесие гомогенной реакции, протекающей при T = const, установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [А], [B], [C], [D]. Затем концентрацию вещества
Аувеличили до m моль/л.
Рассчитайте новые равновесные концентрации реагирующих веществ. Реакция и значения [А], [B], [C], [D], m приведены в табл. 6.
66
Таблица 4
№ |
Концентрация, моль/л |
|
|
Скорость реакции, моль/л·с |
|
||||
задачи |
[A]0 |
|
|
|
|
υ3 |
|
|
|
[B]0 |
υ1 |
|
υ2 |
υ4 |
υ5 |
υ6 |
|||
|
1,1 |
|
|
|
|
0,3960 |
|
|
|
7.1 |
1,3 |
0,1320 |
|
0,2640 |
0,0780 |
0,2340 |
0,3920 |
||
|
1,4 |
|
|
|
|
0,9400 |
|
|
|
7.2 |
2,25 |
0,3140 |
|
0,6270 |
0,0180 |
0,1620 |
0,4510 |
||
|
1,4 |
|
|
|
|
0,5040 |
|
|
|
7.3 |
1,6 |
0,1680 |
|
0,3360 |
0,0960 |
0,2880 |
0,4800 |
||
|
1,2 |
|
|
|
|
0,6900 |
|
|
|
7.4 |
1,4 |
0,2300 |
|
0,4600 |
0,0112 |
0,1010 |
0,2850 |
||
|
1,3 |
|
|
|
|
0,4680 |
|
|
|
7.5 |
1,5 |
0,1560 |
|
0,3130 |
0,0900 |
0,2700 |
0,4500 |
||
|
1,1 |
|
|
|
|
0,5820 |
|
|
|
7.6 |
1,3 |
0,1940 |
|
0,3880 |
0,0104 |
0,0940 |
0,2600 |
||
|
1,1 |
|
|
|
|
0,3690 |
|
|
|
7.7 |
1,4 |
0,1320 |
|
0,2640 |
0,0840 |
0,2530 |
0,4210 |
||
|
1,3 |
|
|
|
|
0,1870 |
|
|
|
7.8 |
1,2 |
0,0208 |
|
0,0832 |
0,0576 |
0,1730 |
0,2880 |
||
|
1,2 |
|
|
|
|
0,4320 |
|
|
|
7.9 |
1,5 |
0,1440 |
|
0,2880 |
0,0900 |
0,2700 |
0,4500 |
||
|
1,4 |
|
|
|
|
0,2020 |
|
|
|
7.10 |
1,1 |
0,0224 |
|
0,0900 |
0,0484 |
0,1450 |
0,2420 |
||
|
1,1 |
|
|
|
|
0,3960 |
|
|
|
7.11 |
1,6 |
0,1320 |
|
0,2640 |
0,0960 |
0,2880 |
0,4800 |
||
|
1,3 |
|
|
|
|
0,1870 |
|
|
|
7.12 |
1,3 |
0,0208 |
|
0,0832 |
0,0675 |
0,2030 |
0,3380 |
||
|
1,2 |
|
|
|
|
0,4320 |
|
|
|
7.13 |
1,3 |
0,1440 |
|
0,2880 |
0,0780 |
0,2340 |
0,3920 |
||
|
1,4 |
|
|
|
|
0,2020 |
|
|
|
7.14 |
1,2 |
0,0224 |
|
0,9000 |
0,0576 |
0,1730 |
0,2880 |
||
|
1,3 |
|
|
|
|
0,4680 |
|
|
|
7.15 |
1,4 |
0,1560 |
|
0,3130 |
0,0840 |
0,2530 |
0,4210 |
||
|
1,3 |
|
|
|
|
0,1870 |
|
|
|
7.16 |
1,1 |
0,0208 |
|
0,0832 |
0,0484 |
0,1450 |
0,2420 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
№ |
|
Температура, К |
|
|
задачи |
|
|
|
|
Т1 |
Т2 |
Т3 |
T4 |
|
8.1 |
295 |
306 |
316 |
320 |
|
|
|
|
|
8.2 |
309 |
320 |
333 |
343 |
|
|
|
|
|
8.3 |
341 |
355 |
370 |
382 |
|
|
|
|
|
8.4 |
324 |
336 |
350 |
357 |
|
|
|
|
|
8.5 |
367 |
384 |
401 |
410 |
|
|
|
|
|
8.6 |
331 |
344 |
359 |
370 |
|
|
|
|
|
8.7 |
299 |
312 |
324 |
338 |
|
|
|
|
|
8.8 |
380 |
398 |
417 |
425 |
|
|
|
|
|
8.9 |
294 |
306 |
319 |
325 |
|
|
|
|
|
8.10 |
309 |
325 |
341 |
332 |
|
|
|
|
|
8.11 |
384 |
407 |
433 |
440 |
|
|
|
|
|
8.12 |
282 |
293 |
306 |
320 |
|
|
|
|
|
8.13 |
339 |
355 |
374 |
385 |
|
|
|
|
|
8.14 |
308 |
321 |
338 |
348 |
|
|
|
|
|
8.15 |
283 |
296 |
311 |
326 |
|
|
|
|
|
8.16 |
341 |
358 |
376 |
364 |
|
|
|
|
|
68
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
|
Концентрация, моль/л |
|
|
||
задачи |
Реакция |
|
|
|
|
[C] |
|
|
|
|
|
[А] |
|
[В] |
|
|
[D] |
m |
|
9.1 |
A + B ↔ C + D |
0,2 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
0,3 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
9.2 |
A + B ↔ 2C |
0,1 |
|
0,2 |
|
|
0 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
9.3 |
A + B ↔ C + D |
0,3 |
|
0,2 |
|
|
0,3 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.4 |
2A ↔ B + C |
0,1 |
|
0 |
|
|
0,2 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.5 |
A + B ↔ C + D |
0,2 |
|
0,4 |
|
|
0,2 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.6 |
A + B ↔ 2C |
0,2 |
|
0,3 |
|
|
0 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
9.7 |
A + B ↔ C + D |
0,2 |
|
0,3 |
|
|
0,3 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.8 |
A + B ↔ C + D |
0,1 |
|
0,4 |
|
|
0,2 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
9.9 |
2A ↔ B + C |
0,3 |
|
0 |
|
|
0,3 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.10 |
A + B ↔ C + D |
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,2 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.11 |
A + B ↔ 2C |
0,1 |
|
0,1 |
|
|
0 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
9.12 |
A + B ↔ C + D |
0,2 |
|
0,2 |
|
|
0,2 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
9.13 |
2A ↔ B + C |
0,1 |
|
0 |
|
|
0,1 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
9.14 |
A + B ↔ 2C |
0,1 |
|
0,2 |
|
|
0 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
9.15 |
A + B ↔ C + D |
0,1 |
|
0,1 |
|
|
0,1 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
9.16 |
2A ↔ B + C |
0,1 |
|
0 |
|
|
0,1 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
69 |
|
|
|
|
|
|