Химическая кинетика и химическое равновесие. Каталитические системы

401. Гомогенная реакция протекает по схеме 2А + 3В = С. Концентрация вещества А уменьшилась на 0,1 моль/л. Как при этом изменилась концентрация вещества В?

Ответ: 0,15 моль/л.

402. Начальные концентрации веществ, участвующих в гомогенной реакции СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, были равны (моль/л): [СО] = 0,3; [Н₂О] = 0,4; [СО₂] = 0,4; [Н₂] = 0,05. Определите концентрации всех участников реакции, после того как прореагировала половина монооксида углерода?

Ответ: (в моль/л): СО – 0,15; Н₂О – 0,25; СО₂ – 0,55; Н₂ – 0,2.

403. Начальные концентрации веществ, участвующих в реакции N₂ + 3Н₂ = 2NH₃, равны (моль/л): N₂ – 0,2; Н₂ – 0,3; NH₃ – 0. Определите концентрации азота и водорода в момент, когда концентрация аммиака станет равной 0,1 моль/л?

Ответ: [N₂] = [ Н₂] = 0,15 моль/л.

404. Напишите кинетическое уравнение реакции протекающей по схеме: 2А + 3В = С, если: а) А и В – газообразные вещества; б) А – твердое вещество, В – газ.

405. Определите, во сколько раз изменится скорость гомогенной газовой реакции 4HCl + O₂ → 2H₂O + 2Cl₂, если общее давление в системе увеличить в 3 раза.

Ответ: увеличится в 243 раза.

406. Скорость реакции: 2NO + O₂ → 2NO₂ при одинаковых концентрациях NO и O₂, равных 0,6 моль/дм³, составляет 0,18 моль / (дм³ · мин). Вычислите константу скорости реакции.

Ответ: k = 0,83.

407. Как изменится скорость реакции 2А_(г) + В_(г) = С_(г), если: а) концентрацию каждого из реагирующих веществ увеличить в 2 раза; б) общее давление увеличить в 2 раза; в) объём газовой смеси увеличить в 2 раза?

Ответ: а), б) увеличится в 8 раз; в) уменьшится в 8 раз.

408. В некоторый момент протекания гомогенной газовой реакции А + 2В = D концентрации были равны (моль/л): с_А = 2,5; с_В = 1,5; с_D = 0,5. Какими были исходные концентрации веществ А и В? Какими станут концентрации веществ А и D, когда прореагирует 80 % вещества В? Во сколько раз при этом уменьшится скорость реакции по сравнению с начальной скоростью?

Ответ: с_А(исх) = 3,0; с_В(исх) = 2,5; с_А(2) = 2,0; с_D(2) = 1,0; уменьшится в 37,5 раза.

409. Как изменятся скорости реакций, если объем каждой из систем уменьшить в 4 раза:

1) S_тв + О₂  SO_{2, тв};

2) 2SO_{2, газ} + О₂  2SO_{3, газ} .

Ответ: 1) увеличится в 4 раза; 2) увеличится в 64 раза.

410. Две реакции между простыми веществами протекают с такой скоростью, что за 1 мин образуется в первой реакции 6 г сероводорода, а во второй – 20 г йодоводорода. В каком случае средняя скорость реакции больше?

Ответ: для первой реакции средняя скорость больше.

411. Константа скорости реакции А + 2В  3D равна 0,6 . Начальные концентрации веществА и В равны соответственно 5 и 4 моль/дм³. Вычислите скорость реакции, когда концентрация вещества D достигнет 1,5 моль/дм³.

Ответ: 24,3 .

412. Константа скорости реакции А + 2В    2D равна 1,3 . Определите начальную скорость реакции, если к некоторому моменту времени концентрации веществА, В и D оказались равными соответственно 0,2; 0,1 и 0,5 моль / дм³ .

Ответ: 0,21 .

413. Во сколько раз следует увеличить концентрацию СО в системе, чтобы повысить скорость реакции 2СО  СО₂ + С_тв в 4 раза?

Ответ: в 2 раза.

414. Для процесса 2N₂O  O₂ + 2N₂ константа скорости реакции равна 5  10^–5. Начальная концентрация реагента равна 3,2 моль/дм³. Определите скорость реакции, когда разложится 25 % исходного вещества.

Ответ: 2,88  10^–4  .

415. Константа скорости реакции получения йодоводорода из простых веществ равна 0,16 . Исходные концентрации йода и водорода равны соответственно 0,04 и 0,05 моль/дм³. Определите скорость реакции в момент времени, когда израсходуется половина водорода.

Ответ: 6  10^–5 моль/(дм³ · мин).

416. Изучали скорость реакции взаимодействия между веществами А и В. При постоянной концентрации А увеличение концентрации В в 3 раза приводит к повышению скорости реакции в 9 раз. При повышении концентраций обоих компонентов в 2 раза скорость реакции увеличивается в 16 раз. Запишите кинетическое уравнение реакции.

Ответ: .

417. Кинетическое уравнение реакции 4Н₂ + 2NO₂  4H₂O + + N₂ имеет вид

 = k  [H₂]  [NO₂]².

Определите общий порядок реакции и укажите, какая это реакция (простая или сложная).

Ответ: третий, сложная.

418. Во сколько раз увеличится скорость реакции 2О₃  3О₂ при увеличении общего давления в системе в 2 раза, если данная реакция является сложной и протекает через стадии:

1) О₃  О₂ + О (быстрая);

2) О + О₃  2О₂ (медленная).

Ответ: в 4 раза.

419. Во сколько раз увеличится скорость гомогенной газовой реакции между веществами А, В и D при повышении давления в 2 раза, если при изучении кинетики данной реакции были получены следующие сведения:

1. при повышении концентрации А в 4 раза скорость реакции возрастает в 4 раза;

2. при повышении концентрации В в 3 раза скорость реакции увеличивается в 27 раз;

3. при повышении концентрации D в 2 раза скорость реакции не изменяется.

Ответ: в 16 раз.

420. Вычислите среднюю скорость реакции I₂ + H₂  2HI, если в системе объемом 2 л за 15 мин образовалось 0,12 г йодоводорода.

Ответ: 3,12  10^–5 .

421. Начальные концентрации реагирующих веществ реакции СО + Н₂О_газ  СО₂ + Н₂ равны (моль/дм³): [CO] = 0,8; [H₂O] = = 0,9; [CO₂] = 0,7; [H₂] = 0,5. Определите концентрации всех участников реакции, после того как концентрация водорода увеличится на 10 %.

Ответ: в моль/дм³: [CO] = 0,75; [H₂O] = 0,85; [CO₂] = 0,75; [H₂] = 0,55.

422. Две реакции между простыми веществами протекают с такой скоростью, что за 10 мин в первой реакции образуется 6 г СО, а во второй реакции – 12 г СО₂. В каком случае средняя скорость реакции больше?

Ответ: во второй.

423. В какой из систем при повышении давления скорость реакции возрастет в большее число раз:

1) N₂ + O₂  2NO;

2) 2NO + O₂  2NO₂.

Ответ: во второй.

424. Как изменится скорость реакции разложения карбоната кальция на оксид кальция и СО₂ при уменьшении общего давления в 4 раза?

Ответ: скорость не изменится.

425. Изучали кинетику реакции взаимодействия веществ А, В и D. При постоянных концентрациях А и D увеличение концентрации В в 3 раза приводит к повышению скорости реакции в 9 раз. При увеличении концентрации D в 2 раза скорость реакции не изменяется. При повышении концентраций каждого из компонентов в 2 раза скорость реакции увеличивается в 16 раз. Запишите кинетическое уравнение реакции.

Ответ: .

426. Константа скорости реакции при температуре 9,4 °С равна 2,37 мин ^–1, а при температуре 14,4 °С она составляет 3,204 мин ^–1. Вычислите энергию активации и температурный коэффициент скорости реакции.

Ответ: γ = 1,83, Е_А= 40,691 кДж.

427. Температурный коэффициент некоторой реакции равен 3. Как изменится скорость реакции при увеличении температуры её проведения на 50 градусов?

Ответ: увеличится в 243 раза.

428. Начальная скорость некоторой реакции возрастет в 16 раз, если температуру её проведения повысить на 40°. Найдите температурный коэффициент скорости данной реакции.

Ответ: γ = 2.

429. При повышении температуры на 50 °С скорость реакции возросла в 1000 раз. Вычислите температурный коэффициент скорости данной реакции.

Ответ: γ = 3,98.

430. Бимолекулярная реакция А + В = С при 20 °С заканчивается за 16 мин, а при 70 °С – за 0,5 мин. Чему равен температурный коэффициент этой реакции?

Ответ: γ = 2.

431. Некоторая реакция при 100 °С закончилась за 20 с. Как нужно изменить температуру проведения реакции, чтобы она заканчивалась за 2 мин 40 с, если γ = 2?

Ответ: уменьшить на 30 °С.

432. Энергия активации реакции кислотного гидролиза сахарозы при 37 °С равна 102 кДж/моль, а в присутствии фермента энергия активации снижается до 35 кДж/моль. Во сколько раз быстрее протекает реакция гидролиза сахарозы в присутствии фермента?

Ответ: в 1,97 ∙ 10¹¹ раз.

433. Энергия активации реакции разложения спазмолитина в растворе равна 75 кДж/моль. Рассчитайте температурный коэффициент константы скорости в интервале 20–80 °С.

Ответ: γ = 2,4.

434. Вычислите энергию активации реакции спиртового брожения глюкозы в растворе в интервале 30–70 °С при γ = 2.

Ответ: 57,3 кДж.

435. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры от 25 до 85 °С, если энергия активации равна 100 кДж/моль? Рассчитайте температурный коэффициент этой реакции.

Ответ: в 867 раз; γ = 3,09.

436. Химическая реакция при 10 °С заканчивается за 16 мин. При какой температуре она закончится за 1 мин при температурном коэффициенте, равном 2?

Ответ: 50 °С.

437. Как изменится скорость реакции, имеющей энергию активации 155 кДж/моль, при увеличении температуры от 350 до 400 К?

Ответ: увеличится в 780 раз.

438. При 330 К константы скорости двух параллельных реакций одинаковы. Температурные коэффициенты Вант-Гоффа для них соответственно равны: γ₁ = 2,1; γ₂ = 3,6. Какой должна быть температура, чтобы константа скорости первой реакции стала бы в 100 раз меньше, чем второй?

Ответ: 415 К.

439. Определите, на сколько градусов была повышена температура, если скорость реакции возросла в 1000 раз, а температурный коэффициент скорости равен 3,3?

Ответ: 57,86 К.

440. Скорость горения кокса в токе воздуха описывается уравнением

.

Вычислите скорость реакции при температуре 700 С.

Ответ: 71,5 усл. ед.

442. Энергия активации реакции равна 186,4 кДж/моль. Вычислите константу скорости реакции при 700 К, если константа скорости данной реакции при 450 К равна 0,942   10^–6 .

Ответ: 50,3 .

443. Константа скорости реакции при 1173 К равна 2,18   10^–4 с ^–1. Определите константу скорости реакции в присутствии катализатора, который понижает энергию активации реакции на 20 кДж/моль.

Ответ: 1,7  10 ^–3 с ^–1.

444. В металлургии для изготовления тиглей, электродов и других изделий применяют пироуглерод (пирографит) – продукт высокотемпературного разложения углеводородов. Скорость вза­имодействия пироуглерода с воздухом определяется уравнением

.

Вычислите скорость реакции при температуре 1000 С.

Ответ: 4,5 усл. ед.

445. Константа скорости реакции при 340 К равна 0,31 мин ^–1. Введение катализатора понижает энергию активации данной реакции на 95 кДж/моль. Определите константу скорости реакции в присутствии катализатора.

Ответ: 1,22  10¹⁴ мин ^–1.

446. Энергия активации реакции равна 105 кДж/моль. При 300 К введение в систему катализатора ускоряет процесс в 10 000 раз. Определите энергию активации реакции в присутствии катализатора.

Ответ: 82 кДж.

447. Во сколько раз увеличится скорость растворения железа в 5 % -ном растворе соляной кислоты при повышении температуры на 58 К, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2,8?

Ответ: в 392 раза.

448. Константы скорости реакции при 283 и 293 К равны 2,15 и 4,23 . При введении в систему катализатора скорость реакции возрастает в 25 000 раз. Определите энергию активации реакции в присутствии катализатора при 293 К.

Ответ: 21,9 кДж.

449. Константа скорости реакции при 9,4 С равна 2,37 мин ^-1, а при 14,4 С составляет 3,204 мин ^-1. Вычислите энергию активации и температурный коэффициент скорости реакции.

Ответ:  = 1,8; Е_А = 40,7 кДж.

450. Две реакции при температуре 293 К протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент первой реакции равен 2, а второй – 4. Найдите соотношение скоростей данных реакций при температуре 500 К.

Ответ: 1,7  10⁶.

451. В замкнутом объёме смешаны NO и О₂. Константа равновесия для реакции: 2NO + O₂ = 2NO₂ равна 2,2. После установления равновесия концентрация монооксида азота равна 0,02 моль/л, а диоксида азота – 0,03 моль/л. Определите исходную концентрацию кислорода.

Ответ: 1,038 моль/л.

452. В сосуд объёмом 0,1 м³ введено 10 г водорода и 84 г азота. К моменту достижения равновесия в системе образовалось 34 г аммиака. Определите константу равновесия реакции.

Ответ: 2500.

453. Вычислите константу равновесия реакции СО + Сl₂ = = СОСl₂, если исходные концентрации [СО] = 6 моль/л; [Cl₂] = = 8 моль/л, а равновесие установилось, когда образовалось 3 моль СОСl₂.

Ответ: 0,2.

454. Для реакции Н₂ + I₂ = 2НI константа равновесия равна 36, а исходные концентрации Н₂ и I₂ одинаковые и равны 0,02 моль/л. Вычислите равновесные концентрации Н₂, I₂ и HI.

Ответ: [Н₂] = [I₂] = 0,005 моль/л; [HI] = 0,03 моль/л.

455. Вычислите константу равновесия обратимой реакции: СО_2(г) + Н_2(г) = СО_(г) + Н₂О_(г), если при равновесии концентрации всех веществ оказались следующими (моль/л): [СО₂] = 0,02; [Н₂] = 0,005; [СО] = 0,015; [Н₂О] = 0,015.

Ответ: 2,25.

456. Реакция СО + Сl₂ = СОСl₂ протекает в объёме, равном 10 л. Состав равновесной смеси: 14 г СО, 35,5 г Сl₂ и 49,5 г СОСl₂. Вычислите константу равновесия данной реакции.

Ответ: 20.

457. При некоторой температуре в системе 2NO_2(г) = 2NO_(г) + + O_2(г) равновесная концентрация О₂ составила 0,2 моль/л. Константа равновесия равна 12,8. Определите начальную концентрацию реагента.

Ответ: 0,45 моль/л.

458. Гетерогенная реакция С_{(графит)} + СО_{2 (г)} = 2 СО _(г)  определяет ход всех процессов карботермического получения металлов из оксидов. Рассчитайте константу равновесия K_р при общем давлении 0,1 атм, если мольная доля СО в равновесной газовой смеси равна 0,52.

Ответ: K_р = 0,056 атм.

459. В реакторе объёмом 0,5 л протекает реакция

СН_4(г) + Н₂О_(г) = СО_(г) + 3Н_2(г) .

Определите константу равновесия, если в начальный момент имелось 0,05 моль СН₄ и 0,04 моль Н₂О, а к моменту равновесия прореагировало 50 % начального количества метана.

Ответ: 0,1125 моль² / л².

460. При получении металлического магния электролизом расплавов, содержащих хлористый магний, протекает побочный про­цесс взаимодействия хлорида магния с кислородом воздуха

2MgCl_2(т) + О_2(г) = 2МgO_(т) + 2Сl_2(г) .

Определите равновесные концентрации газообразных веществ для реакции, если константа равновесия K_с = 1, а в начальный момент концентрации газов составляли: 0,9 моль/л для О₂ и 0,2 моль/л для Cl₂.

Ответ: [О₂] = 0,61 моль/л; [Сl₂] = 0,78 моль/л.

461. В гетерогенной химической системе при постоянных термодинамических параметрах установилось состояние равновесия. На основании закона действующих масс составьте выражение для константы равновесия реакции:

а) 2Mg(NO₃)_2(т) = 2МgO_(т) + 4NO_2(г) + О_2(г);

б) 2Al_(т) + 6Н₂О_(ж) = 3Н_2(г)+ 2Аl(OH)_3(т);

в) FeO_(кр) + СО_(г) = Fe_(кр) + СО_2(г) .

462. Определите значения равновесных концентраций газообразных веществ для реакции Fe₂O_3(т) + 3СО_(г) = 2Fe_(т) + 3СО_2(г), если константа равновесия K_с = 0,125, а начальные концентрации газообразных веществ составляли 0,5 моль/л (СО) и 0,1 моль/л (СО₂).

Ответ: [СО] = 0,4 моль/л; [СО₂] = 0,2 моль/л.

463. Закись железа FeO восстанавливается окисью углерода при 1000 С и атмосферном давлении по реакции FeO_(т) + СО_(г) = = Fe_(т) + СО_2(г). Определите состав равновесной газовой фазы, если K_р = 0,403, а исходная газовая смесь состояла из 20 % объем. СО и 80 % объем. N₂.

Ответ: состав (% объем.): СО – 14,3; СО₂ – 5,7; N₂ – 80.

464. Выразите константу равновесия реакции СО₂ + С_тв   2СО, используя константы равновесия реакций:

1) С_тв + О₂  СО₂, K₁;

2) 2СО + О₂ = 2СО₂, K₂.

465. Рассчитайте константу равновесия реакции восстановления твердого магнетита Fe₃O₄ водородом до вюстита FeO, если равновесное давление водорода составило 39 мм рт. ст. при общем давлении в состоянии равновесия, равном 58,4 мм рт. ст.

Ответ: 0,497.

466. Константа равновесия реакции 4HCl + O₂  2H₂O + 2Cl₂ составляет 0,0562, а для реакции Н₂О  Н₂ + О₂ она равна 2,5  10 ^–6. Вычислите константу равновесия реакции Н₂ + Cl₂   2HCl.

Ответ: 1,7  10⁶.

467. Выразите константу равновесия реакции S_тв + О₂  SO₂ через константы равновесия реакций:

1) SO₂  S_тв + 2О, K₁;

2) О₂  2О, K₂.

468. При постоянной температуре состояние равновесия реакции 2ZnS_(т) + 3О_2(г) = 2ZnO_(т) + 2SO_2(г) установилось при концентрации кислорода 0,5 моль/л. Константа равновесия реакции при данной температуре равна K_с = 12,5. Определите концентрацию диоксида серы в некоторый момент протекания реакции, если концентрация О₂ в этот момент равна 2 моль/л.

Ответ: 0,25 моль/л.

469. Рассчитайте константу равновесия реакции

3Fe_(т) + 2СО_(г) = Fe₃С_(т) + СО_2(г)

если при некоторой температуре в реактор объёмом 5 л помещена навеска железа массой 20 г и введена смесь состава: 1,05 моль СО и 0,05 моль СО₂, а к моменту наступления равновесия количество диоксида углерода увеличилось на 0,5 моль.

Ответ: 1,1 · 10³.

470. При некоторой постоянной температуре известны значения констант равновесия гомогенных реакций:

1) 2СО₂ = 2СО + О₂, K₁ = 0,25;

2) 2SO₂ + О₂ = 2SO₃, K₂ = 0,74.

Рассчитайте константу равновесия процесса: SO₂ + СО₂ = = SO₃ + СО. Укажите, в каком направлении протекает процесс.

Ответ: 0,43.

471. При постоянной температуре известны K_с реакций:

1) Fe_(т) + СО_2(г) = FeO_(т) + СО_(г), K₁ = 215;

2) Fe_(т) + Н₂О_(г) = FeO_(т) + Н_2(г) , K₂ = 163.

Рассчитайте K₃ для процесса СО_2(г) + Н_2(г) = СО_(г) + Н₂О_(г).

Ответ: 1,32.

472. При постоянной температуре определены константы равновесия гомогенных реакций:

1) H_2(г) + Сl_2(г) = 2НСl , K₁ = 24,3;

2) 2Н₂О = 2Н₂ + О₂ , K₂ = 0,84.

Рассчитайте K₃ для процесса 2Н₂О + 2Сl₂ = 4НСl + О₂ и укажите преобладающее направление его протекания.

Ответ: 496.

473. При постоянной температуре рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ в системе FeO_(т) + СО_(г) = = Fe_(т) + СО_2(г), если начальная концентрация СО составляла 0,16 моль/л. Константа равновесия равна 0,6.

Ответ: равновесные концентрации (моль/л): СО – 0,1; СО₂ – 0,06.

474. Для реакции ZnO_(т) + СО_(г)  Zn_(т) + СО_2 (г) равновесные концентрации СО и СО₂ равны 0,5 и 0,2 моль/дм³ соответственно. Вычислите константу равновесия и определите начальную концентрацию СО в системе.

Ответ: K_с = 0,4; концентрация СО равна 0,7 моль/л.

475. При постоянной температуре состояние равновесия реакции 2PbS_(т) + 3О_2(г) = 2PbO_(т) + 2SO_2(г) установилось при концентрации диоксида серы, равной 1,35 моль/л. Определите концентрацию О₂ в некоторый момент протекания реакции, если концентрация SO₂ в этот момент составляла 0,35 моль/л, а K_с = 0,54.

Ответ: 3 моль/л.

476. В состоянии равновесия в системе А + В = 2D установились следующие концентрации: [А] = 0,4 моль/л; [В] = 0,2 моль/л; [D] = 0,4 моль/л. Определите новые равновесные концентрации, если в систему дополнительно введено 0,3 моль/л вещества В. В какую сторону сместилось равновесие?

Ответ: [A] = 0,03 моль/л; [B] = 0,43 моль/л; [D] = 0,54 моль/л.

477. При некоторой температуре константа равновесия для реакции 2D_(г)  = А_(г) + В_(г) равна 5,0. До начала реакции исходная концентрация вещества D была равна 3,0 моль/л. После установления равновесия в систему добавили вещество А в количестве 1,0 моль/л. Определите равновесные концентрации до и после добавления вещества А.

Ответ: [A] = [B] = 1,23 моль/л; [D] = 0,54 моль/л; [A]₁ = = 2,15 моль/л; [B]₁ = 1,15 моль/л; [D]₁ = 0,70 моль/л.

478. В какую сторону сместится равновесие гомогенной газовой реакции А + 3В = 2С, если одновременно увеличить давление в системе в три раза и увеличить температуру на 20 градусов? Температурные коэффициенты прямой и обратной реакции соответственно равны 2 и 4. Каков знак изменения энтальпии для прямой реакции?

Ответ: ΔH < 0.

479. Химическое равновесие реакции СО_2(г) + Н_2(г) = СО_(г) + + Н₂О_(г), протекающей при р, Т = const, установилось при следу­ю­щих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [СО₂] = 1; [Н₂] = 1,5; [СО] = 2,25; [Н₂О] = 2. Концентрация паров воды была увеличена до 2,5 моль/л. Рассчитайте новые равновесные концентрации реагирующих веществ.

Ответ: (моль/л) [СО₂] = 1,09; [Н₂] = 1,59; [СО] = 2,16; [Н₂О] = = 2,41.

480. При постоянной температуре состояние равновесия реакции FeO_(т) + Н_2(г) = Fe_(т) + Н₂О_(г) устанавливается при концентрациях Н₂ и Н₂О, равных соответственно 0,47 и 2,24 моль/л. Затем концентрации увеличивают на 2,16 моль/л для Н₂ и на 0,38 моль/л для Н₂О, чем вызывают смещение равновесия. Рассчитайте новые равновесные концентрации газообразных веществ. В каком направлении смещается равновесие?

Ответ: [Н₂] = 0,91 моль/л; [Н₂О] = 4,34 моль/л.

481. При постоянной температуре состояние равновесия реакции Fe₂O_3(т) + 3Н_2(г) = 2Fe_(т) + 3Н₂О_(г) установилось при концентрациях Н₂ и Н₂О соответственно 0,35 и 0,15 моль/л. После увеличения концентрации водорода на 1,5 моль/л произошло смещение равновесия. Рассчитайте новые значения равновесных концентраций газообразных веществ.

Ответ: [Н₂] = 1,4 моль/л; [Н₂О] = 0,6 моль/л.

482. На основании принципа Ле Шателье определите, в каком направлении сместится равновесие при повышении температуры (Р = const) для процессов:

а) 2NO_(г) + O_2(г) = 2NO_2(г); < 0;

б) С_(т) + СО_2(г) = 2СО_(г); > 0.

483. На основании принципа Ле Шателье определите, в каком направлении сместится равновесие при повышении давления (Т = = const) для следующих реакций:

а) 2Fe_(т) + 3Н₂О_(г) = 3Н_2(г) + Fe₂O_3(т);

б) СО_2(г) + 2N_2(г) = С_(т) + 2N₂O_(г).

484. Напишите выражения для расчета констант равновесия K_с и K_р приведенных ниже реакций. Укажите, в каком направлении смещается равновесие реакций при повышении давления и температуры (тепловой эффект оцените по табличным значениям участников реакции):

а) 2FeO_(т) = 2Fe_(т) + О_{2 (г)};

б) СаСО_{3 (т)} = СаО_(т) + СО_{2 (г)}.

485. В металлургии цветных металлов реакциями, ведущими к получению металла, часто являются восстановление оксидов окисью углерода, водородом или углеродом. Вычислите равновесные парциальные давления газов при температуре 1000 К и общем давлении 1 атм для реакции

СоО_(к) + СО_(г) = Со_(к) + СО_{2 (г)},

если при 700 С K_р = 42,7, а при 1100 С K_р = 7,6.

Ответ: Р(СО₂) = 0,97 атм, Р(СО) = 0,03 атм.

486. При температуре 400 К константа равновесия реакции синтеза аммиака из азота и водорода равна 0,1  10^-10 Па ^–2. Изменение энтальпии реакции равно –100 Вычислите константу равновесия данной реакции при 345 К.

Ответ: 1,05  10 ^–9.

487. Вычислите Н реакции Fe_тв + Н₂О_газ  FeО_тв + Н₂, если при температурах 1298 и 1173 К константы равновесия реакции равны 1,28 и 1,45 соответственно.

Ответ: –12,6 кДж.

488. Как надо изменить давление в равновесной системе 2СО + О₂  2СО₂, чтобы сместить равновесие в сторону прямого процесса?

489. Какие меры следует предпринять для увеличения выхода монооксида углерода в обратимом процессе 2СО_(г)  СО_2(г) + С_(т), если Н= –172,5 кДж/моль?

490. При повышении температуры равновесное давление СО₂ над карбонатом некоторого двухвалентного металла уменьшается. Запишите реакцию разложения карбоната металла и укажите знак теплового эффекта реакции.

491. Взаимодействие твердого углерода с водяным паром происходит по уравнениям:

1) Н₂О + С  СО + Н₂;

2) 2Н₂О + С  СО₂ + 2Н₂.

Каковы физические условия получения газовых смесей с максимальным содержанием продуктов реакций?

492. При повышении температуры раствора растворимость сахара в воде увеличивается. Укажите знак изменения энтальпии в процессе растворения сахара. Ответ поясните.

493. Во сколько раз изменится равновесное парциальное давление аммиака в процессе N₂ + 3H₂  2NH₃, если увеличить давление азота в 4 раза? Ответ объясните.

Ответ: в 2 раза.

494. При повышении температуры равновесное давление кис­лорода над оксидом железа (III) возрастает. Укажите знак теплового эффекта реакции

Fe₂O_{3, тв}  2Fe_тв + О₂.

Сопоставьте вывод с результатами расчета данной реакции по справочным данным.

495. При окислении аммиака кислородом возможно образование азота и различных оксидов азота. Напишите уравнения и обсудите влияние давления на сдвиг равновесия реакций с образованием: а) N₂O₃ и б) NO₂.

496. Горение твердого углерода происходит по уравнениям

1) О₂ + 2С  2СО;

2) О₂ + С  СО₂ .

Укажите физические условия, обеспечивающие условия для наиболее полного сжигания топлива.

497. При растворении соли в воде температура раствора уменьшается. Что можно сказать о влиянии температуры на растворимость соли?

498. Константа равновесия K_р реакции С_(т) + СО_{2 (г)} = 2СО_(г) при 1000 К равна 1,549 атм. Определите константу равновесия при температуре 1200 К, если среднее значение теплового эффекта реакции при постоянном давлении равно –172 кДж.

Ответ: 48,7 атм.

499. При какой температуре константа равновесия реакции СО + Н₂О_газ = СО₂ + Н₂ будет равна 27,56, если при 1080 К константа равновесия K_р = 1, а изменение энтальпии реакции равно –9848 кал?

Ответ: 628 К.

500. Для реакции MgCO_{3 (т)} = MgO_(т) + CO_{2 (г)} равновесное парциальное давление СО₂ при температурах 813 и 843 К равно 0,983 и 1,763 атм соответственно. Вычислите тепловой эффект реакции в данном интервале температур.

Ответ: 110,9 кДж.