Задачи к главе 4

1-й уровень

161 – 165 Во сколько раз изменится скорость прямой гомогенной реакции, если концентрацию вещества А увеличить вXраз, а концентрацию вещества В уменьшить в Y раз

Задачи	Реакция	X	Y
161	А+2В=С	3	3
162	2А+В=С	3	2
163	3А+2В=С	4	6
164	А+3В=С	3	5
165	А+В=С	2	6

166-170. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен . Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если температуру повысить на Δt, ⁰С?

Задачи	166	167	168	169	170
	2,0	2,4	2,2	3,0	3,8
Δt,0С	50	70	40	50	60

171-175. Равновесие в гомогенной газовой системе установилось в момент, когда прореагировало 50% вещества А. Вычислите константу равновесия, если концентрации исходных веществ равны С_оАи С_оВ. В какую сторону сместится равновесие при повышении давления?

Задачи	Система	СоА,моль/л	СоВ, моль/л
171	2А+2В=С+2D	1,1	2,5
172	А+4В =2С+2D	0,8	2,6
173	3А+ В =С+3D	1,2	0,8
174	2А+3В=С+3D	0,3	0,7
175	А +2В =2С+D	1,0	1,6

2-й уровень

176-180. В гомогенной химической реакции установилось состояние равновесия с константой равновесия, равнойk. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ, если начальная концентрация исходного вещества равна С_о :

Задачи	Реакция	k	Со, моль/л
176	2HCl(г)=H2(г)+Cl2(г)	0,5	0,20
177	2NO(г)=O2(г)+N2(г)	0,29	0,80
178	2HBr(г)=H2(г)+Br2(г)	0,36	0,10
179	PCl5(г)=PCl3(г)+Cl2(г)	1,23	0,05
180	2HI(г)=H2(г)+I2(г)	0,65	0,20

181. Определите энергию активации реакции, константа скорости которой увеличилась в 10⁵раз при повышении температуры с 330 до 400 К.

182. Протекают две реакции. Энергия активации первой из них на 10 кДж меньше, чем у второй. Во сколько раз скорость первой реакции больше скорости второй при 100 и при 700 °С, если их предэкспоненциальные множители одинаковы?

183. Скорость реакции удваивается при увеличении температуры на 10 °С. При каком значении энергии активации это утверждается в интервале 295-305 °С?

184. Энергия активации разложения диоксида азота на оксид азота (II) и кислород равна 111 кДж/моль. Во сколько раз увеличится константа скорости реакции при повышении температуры с 330 до 400 К?

185. В сосуд объемом 0,5 л было помещено 0,5 моль Н₂и 0,5 моль N₂. При некоторой температуре к моменту равновесия образовалось 0,02 моль NН₃. Вычислите константу равновесия.

186-190. Определить константу скорости химической реакции при температуре Т и энергию активации, если при Т₁константа скорости реакции равна К₁, а при температуре Т₂– К_2.

Задачи	T, °С	T 1, °С	T 2, °С	К1, с-1	К2, с-1
186	30	10	60	1,08·10-4	5,48·10-4
187	50	120	140	4,08·10-4	19,83·10-4
188	10	25	65	5,1·10-5	4,76·10-4
189	20	15	70	3,3·10-3	4,65·10-2
190	15	100	150	8,47·10-3	9,41·10-2

191. Вычислить температуру, при которой константа равновесия реакции

2NO₂(г)↔N₂O₄(г) равна единице. Изменениями ΔΗº и ΔSºс температурой пренебречь. В каком направлении сместится равновесие при температуре более низкой, чем найденная?

192. Величина ΔGº для реакции А + В↔АВ при 298 К равна – 8 кДж/моль. Начальные концентрации веществ А и В равны 1 моль/л. Найти константу равновесия реакции и равновесные концентрации веществ А, В и АВ.

193. Металлы можно получит прямым восстановлением водородом, например, железо по реакции

FeO(к) + Н₂= Fe + Н₂О(г)

Рассчитайте температуру, при которой установится равновесие? Рассчитайте равновесную концентрацию водорода и паров воды в системе, если начальная концентрация водорода была равна 5 моль/л.

194. Один из вредных компонентов выхлопных газов автомобиля – оксид углерода СО. Его можно нейтрализовать окислением: СО + ½ О₂= СО₂.

Если в системе установится равновесие, то какие внешние воздействия будут способствовать нейтрализации СО?

195. Углекислота Н₂СО₃способствует химическому разрушению (коррозии) металла. Она может быть удалена из воды путем разложения по реакции: Н₂СО₃(р) = СО₂+ Н₂О(ж) (ΔΗ>0). Если система находится в равновесии, то какие внешние воздействия будут способствовать разложению Н₂СО₃?

3-й уровень

196. В водоем со сточными водами попал гербицид, начальная его концентрация в водоеме составила 10^-4моль/л. Определите период полупревращения гербицида при взаимодействии его с компонентами среды, и изменение его концентрации через 100 ч, если реакция имеет первый порядок, а константа скорости равна 10^-6с^-1.

197. Для удаления сероводорода из промышленных сточных вод предложена реакция его неполного окисления до серы и воды. Если концентрации О₂и Н₂S равны 10^-4моль/л, а константа скорости составляет 10^-4моль·л·с^-1, то каковы начальная скорость реакции и период полупревращения?

198. Константы скоростей прямой и обратной реакций при 298 К равны соответственно 10^-5 и 10^-9с^-1. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции. В реакции первого порядка энергия активации Е = 104,5 кДж/моль и в уравнении Аррениуса предэкспоненциальный множитель А = 5·10^-13с^-1. При какой температуре период полупревращения сократится в 10 раз?

199. Период полураспада радиоактивного¹¹С равен 20,5 мин. Рассчитайте константу скорости. Сколько позитронов излучит 10^-6 г изотопаза время полураспада?

200.Скорость некоторой реакции изучали, измеряя объем V газообразного продукта, выделяющегося через различные промежутки времени t:

V, см3	6,3	11,4	15,53	18,9	34,75
t, с	600	1200	1800	2400	∞

Установить графически порядок реакции, рассчитать константу скорости k и период полупревращения.

201 – 205. Железный стержень погружен в Х –молярный раствор соляной кислоты. Через время t от начала реакции при постоянном перемешивании концентрация оказалась равной Y. Определить время, по истечении которого концентрация раствора станет равной Z. Какие предположения и допущения необходимо использовать при решении этой задачи?

Задачи	Х, моль/л	t, мин	Y, моль/л	Z , моль/л
201	0,01	200	1,0·10-4	1,0·10-3
202	0,02	150	2,5·10-4	5,0·10-3
203	0,16	250	3,0·10-4	3,0·10-3
204	0,03	180	7,8·10-4	2,7·10-3
205	0,10	60	1,0·10-3	1,0·10-2