Раздел 3 равновесия

1. Константа равновесия реакции CO + H₂O = CO₂ + H₂ при 800 К равна 4,12. Смесь, содержащая 20% СО и 80% H₂O, нагрета до 800 К. Определите состав смеси (%) при достижении равновесия и выход водорода, если взят 1 кг водяного пара.

2. В водном растворе содержатся ионы лития, калия, бария, хлорид- и нитрат-ионы. Сколько составных частей и компонентов в системе. Определите вариантность системы.

3. Определите константу равновесия реакции SO₂ + 1/2O₂ = SO₃ при 770 К, если при 500 К К_р = 588,9, а тепловой эффект реакции в этом диапазоне температур равен (-99,48) кДж.

4. По характерным точкам на кривых охлаждения вычертить диаграмму плавкости системы медь-никель:

Ni, %	0	20	40	60	80	100
Tначала крист., К	1373	1467	1554	1627	1683	1728
Tконца крист., К	1373	1406	1467	1543	1629	1728

На диаграмме плавкости обозначьте точками: а) чистую твердую медь в равновесии с расплавом меди; б) жидкий расплав, содержащий 45% никеля в равновесии с твердым раствором; в) твердый раствор, содержащий 65% никеля в равновесии с жидким раствором; г) жидкий расплав, содержащий 50% никеля при температуре 1670К; Определите для системы, содержащей 30% никеля, температуру начала кристаллизации, состав первого кристалла твердого раствора, массу никеля в жидком и твердом состояниях при охлаждении 0,24 кг смеси, содержащей 30% никеля, до 1470 К; температуру кристаллизации последней капли жидкого расплава, состав последней капли жидкого расплава.

5. При синтезе аммиака в определенных условиях в равновесии находятся 1 моль водорода, 2 моль азота и 8 моль аммиака. Рассчитайте константу равновесия. Во сколько раз исходные количества азота и водорода больше равновесных их количеств?

6. Чему равна теплота испарения ртути при 330°С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре равно 61,3 кПа, а температура кипения ртути при 101,3 кПа равна 357°С?

7. При нагревании смеси СО и Н₂ в закрытом сосуде устанавливается равновесие СО₂ + Н₂ = СО + Н₂О. Константа равновесия при 850°С равна единице. Какая массовая доля (%) СО₂ подвергнется превращению в СО при 850°С, если смешать 1 моль СО₂ и 5 моль Н₂?

8. Теплота испарения воды при 100°С равна 40585 Дж/моль. При какой температуре будет кипеть вода, если давление увеличить в 2 раза?

9. Найти изменение энергии Гиббса для реакции: 4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂ при 252С, если К_р = 4,8410^-3. Парциальные давления как начальных, так и конечных веществ равны 101325 Па.

10. Исходные концентрации оксида углерода (II) и паров воды соответственно равны 0,08 моль/л. Вычислите равновесные концентрации СО, Н₂О и Н₂ в системе СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, если равновесная концентрация СО₂ оказалась равной 0,05 моль/л. Рассчитайте константу равновесия реакции.

11. Пользуясь правилом фаз найти число степеней свободы, которым обладает система, состоящая из растворов хлорида калия и хлорида натрия в присутствии кристаллов KCl и паров воды.

12. Определите равновесную концентрацию водорода в реакции: 2НI = H₂ + I₂, если исходная концентрация НI составляла 0,55 моль/л, а константа равновесия К_с = 0,12.

13. Закрытый водный раствор содержит в своем составе хлориды магния, кальция, стронция. Какое максимальное число фаз может иметь данная система?

14. При взаимодействии водорода с йодом устанавливается равновесие: H₂ + I₂ = 2НI. Константа равновесия выражается уравнением: К_с = С²(HI)/C(H₂)C(I₂). Покажите, что это соотношение не противоречит правилу фаз.

15. Определите состав смеси к моменту равновесия для реакции СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, если известно, что при температуре 930,5 К константа равновесия реакции равна К_с=1 и до реакции в смеси было по 1 моль СО и Н2О.

16. При 823 К и 1 атм из 1 моль СО и 1 моль Cl₂ к моменту достижения равновесия образуется 0,2 моль СОCl₂. Определить К_р и К_с реакции СО + Cl₂ = СОCl₂.

17. Определите число степеней свободы для следующей неоднородной системы: раствор сульфата натрия, кристаллы сульфата натрия, кристаллы Na₂SO₄10H₂O, пары воды.

18. В состоянии равновесия системы СО₂ + Н₂ = СО + Н₂О реакционная смесь имела объемный состав: 22% СО₂, 41% Н₂, 17% СО, 20% Н₂О. Вычислите К_р и К_с для этой реакции при 1900 К и давлении 98501 Па.

19. Определите состав смеси в момент равновесия для реакции, проходящей в доменной печи FeO + CO = Fe + CO₂, если при Т=1273 К константа равновесия равна 2,5.

20. Рассчитайте К_р и К_с для реакции PCl₅ = Cl₂ + PCl₃ при 500 К, если к моменту равновесия продиссоциировало 54% PCl₅, а исходная концентрация PCl₅, была равна 1 моль/л.

21. Какое максимальное число степеней свободы может иметь система, состоящая из углеводородов пропана, бутана, этана?

22. Определите вариативность системы, состоящей из растворов сульфата калия и натрия в воде, в присутствии паров воды и кристаллов обеих солей.

23. При смешении 1 моль уксусной кислоты и 1 моль этилового спирта реакция протекает по уравнению: CH₃COOH + C₂H₅OH = CH₃COOC₂H₅ + H₂O. При достижении равновесия в реакционной смеси находится 1/3 моль кислоты, 1/3 моль спирта, 2/3 моль эфира и 2/3 моль воды. Вычислите количество моль эфира, которое будет в реакционной смеси при достижении равновесия, при следующих условиях: а) 1 моль кислоты, 2 моль спирта; б) 1 моль кислоты, 1 моль спирта, 1 моль воды; в) 1 моль эфира и з моль воды; г) 1 моль кислоты, 1 моль эфира, 1 моль спирта, 1 моль воды.

24. Найти изменение энергии Гиббса для реакции: 4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂ при 252С, если К_р = 4,8410^-3. Парциальные давления как начальных, так и конечных веществ равны 101325 Па.

25. Константа равновесия реакции H₂ + I₂ = 2HI при 717 К равна 46,7. Определите количество разложившегося йодоводорода при нагревании 1 моль НI до 717 К.

26. Константа равновесия реакции H₂ + I₂ = 2HI при 693 К равна 50,25. Вычислите массу образующегося НI, если в сосуд вместимостью 10^-3 м³ введено 0,84610^-3 кг йода и 0,021210^-3 кг водорода.