Приложение 3 Задачи для самостоятельного решения
1. Концентрация газа равна 0,125 моль/л. Какой станет концентрация газа:
а) при увеличении объема в 5 раз;
б) при уменьшении объема в 3 раза?
Ответ: а) 0,025 моль/л; б) 0,375 моль/л.
2. Реакция протекает по уравнению Fe2O3(т) + 3CO(r) = 2Fe(т) + + 3СО2. Как надо изменить концентрацию СО и давление в системе, чтобы увеличить выход металла?
Ответ: Увеличить концентрацию СО; давление не влияет.
3. Окисление сернистого газа протекает по уравнению
2SO2 + О2 = 2SO3 + 284 кДж.
Как следует изменить концентрацию исходных веществ и температуру для усиления процесса окисления?
Ответ: Увеличить концентрации SO2 и О2, понизить температуру.
4. Реакция протекает по уравнению Nа2S2О3(ж) + Н2SО4(ж) = Nа2SО3(ж) + S(n) + Н2О. Как изменится скорость реакции при разбавлении реагирующей смеси в 2 раза?
Ответ: Уменьшится в 4 раза.
5. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 100 °С, принимая температурный коэффициент скорости равным 3?
Ответ: Увеличится в 59 049 раз.
6. При 20 °С реакция протекает за 2 минуты. За сколько времени будет протекать эта же реакция:
а) при 0 °С;
б) при 50 °С, принимая температурный коэффициент реакции равным 2?
Ответ: а) за 8 мин; б) за 15 с.
7. Определить температурный коэффициент химической реакции, если при понижении температуры на 40 °С реакция замедлилась в 40 раз?
Ответ: 2,5.
8. Реакция идет по уравнению N2 + О2 = 2NO. Концентрации исходных веществ были (моль/л): азота – 0,049 и кислорода – 0,01. Вычислите концентрации участвующих в реакции веществ в момент, когда концентрация продукта реакции стала 0,005 моль/л.
Ответ: N2 – 0,0465 моль/л; 02 – 0,0075 моль/л.
9. Окисление аммиака идет по уравнению 4NH3 + 5О2 =4NO + 6Н2О. Через некоторое время после начала реакции концентрации участвующих в ней веществ были (моль/л): аммиака – 0,009, кислорода – 0,00125, оксида азота (II) – 0,003.
Вычислить:
а) концентрацию водяного пара в этот момент;
б) исходные концентрации аммиака и кислорода.
Ответ: а) Н2О – 0,0045 моль/л; б) NH3 – 0,012 моль/л, О2 – 0,005 моль/л.
10. Реакция протекает по уравнению 4НС1(г) + О2(г) = 2С12(г) + 2Н2О(п). Через некоторое время после начала реакции установились концентрации (моль/л): хлороводорода – 0,85, кислорода – 0,44, хлора – 0,3. Рассчитайте начальные концентрации исходных веществ.
Ответ: HCI – 1,45 моль/л; О2 – 0,59 моль/л.
11. В процессе реакции, протекающей по уравнению 2А + 3В = С за определенный период времени концентрация вещества А уменьшилась на 0,3 моль/л. Как изменилась при этом концентрация вещества В?
Ответ: Уменьшилась на 0,45 моль/л.
12. При синтезе аммиака 3Н2 + N2 = 2NH3 к данному моменту времени прореагировало 0,9 моль/л водорода, а начальная концентрация была равна 1,4 моль/л. Определите концентрацию оставшегося водорода и прореагировавшего азота.
Ответ: Н2 – 0,5 моль/л; N2 – 0,3 моль/л.
13. Исходные концентрации сернистого газа и кислорода в гомогенной системе 2SO2 + O2=2SO3 были соответственно равны 0,03 и 0,015 моль/л. К моменту наступления равновесия концентрация сернистого газа стала равной 0,01 моль/л. Вычислите равновесные концентрации остальных веществ, участвующих в реакции.
Ответ: О2 – 0,005 моль/л; SO3 – 0,02 моль/л.
14. Реакция протекает по уравнению Н2(г) + I2(г) = 2HI(г). Константа скорости реакции равна 0,16. Начальные концентрации исходных веществ были (моль/л): водорода – 0,04, паров йода – 0,05. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее, когда концентрация водорода стала равной 0,03 моль/л.
Ответ: 3,2.10–4 моль/л·с; 1,9 · 10–4 моль/л·с.
15. Омыление уксусноэтилового эфира протекает по уравнению
СН3СООС2Н5(ж) + NaОН(ж) = СН3СООNa(ж) + С2H5ОН(ж).
Константа скорости реакции равна 0,1. Начальные концентрации исходных веществ (моль/л): эфира – 0,01, щелочи – 0,05. Вычислите начальную скорость реакции v и скорость ее, когда концентрация эфира стала равной 0,008 моль/л.
Ответ: 5 · 10–5 моль/л·с; 3,84 · 10–5 моль/л·с.
16. Для обратимых систем
а) 3О2 = 2О3;
б) N2 + О2 = 2NO;
в) 2SO2 + O2 = 2SО3
напишите математическое выражение константы химического равновесия (Кх.р) и определите, в какой из систем изменение давления не будет вызывать смещение равновесия.
Ответ:
а) Кр
=
;
б) Кр
=
;
в) Кр
=
.
17. Изменением каких параметров (концентрация, давление, температура) можно добиться смещения равновесия в сторону образования продукта реакций:
а) Н2(г) + Вr2(г) = 2НВr(г) + 68 кДж;
б) 2SO2(г) + О2(г) = 2SО3(r) + 284 кДж;
в) С(т) + СО2(г) = 2СО(г) – 172 кДж?
Ответ: Повысить концентрации исходных газообразных веществ: а), б), в); давление повысить: б); – понизить: в); температуру повысить: в) – понизить: а), б).
18. Как повлияет на выход метилового спирта в обратимой реакции
СО(г)+ 2Н2 = СН3ОН(ж) + 128 кДж
и куда будет смещаться равновесие при: а) увеличении объема системы; б) повышении концентрации водорода; в) введении катализатора?
Ответ: а) снижение выхода продукта, смещение равновесия влево; б) увеличение выхода продукта, смещение равновесия вправо; в) не влияет.
19. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций и в какую сторону сместится равновесие обратимой системы
SO3(г) + С(т) = SО2(г) + СО(г)
при увеличении объема системы в 8 раз?
Ответ: Скорость прямой реакции превысит скорость обратной реакции в 8 раз; равновесие сместится вправо.
20. Как изменятся скорости реакций при увеличении давления в 2 раза:
а) 4NO2(r) + O2(r) + 2H2O(r) = 4HNO3(ж);
б) 8NH3(r) + Br2(ж) = 6NH4Br(т) + N2(г)?
Ответ: Скорость увеличится: а) в 128 раз; б) в 256 раз.