Контрольные задания

Указание: во всех задачах считать газы идеальными.

81 Закон действия масс. Константы равновесия и связь между ними. Зависимость констант равновесия от температуры.

82 Смещение химического равновесия. Влияние температуры, давления и концентрации на химическое равновесие.

83 Изотерма Вант-Гоффа. Изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца при химической реакции.

84 Уравнения изобары и изохоры реакции и их термодинамический вывод.

85 Связь константы химического равновесия с максимальной работой реакции.

86 Гетерогенные химические равновесия и особенности их термодинамического описания.

87 Реакция между веществами А и В выражается уравнением

А + 2В = С.

Начальная концентрация вещества А равна 0.3 моль/л, а вещества В – 0,5 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,4. Определить начальную скорость реакции и скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшится на 1,0 моль.

88 При нагревании смеси углекислого газа и водорода в закрытом сосуде устанавливается равновесие. Константа равновесия реакции

CO₂ + H₂ ↔ CO + H₂O

при температуре 850°С равна единице. Сколько процентов углекислого газа превратится в окись углерода, если смешать 1 моль углекислого газа и 4 моль водорода?

89 При температуре 3000°С 40% двуокиси углерода диссоциирует по уравнению

2CO₂ ↔ 2CO + O₂.

Определить K_p при этой температуре.

90 Определить константу равновесия реакции

CO + H₂O ↔ CO₂ + H₂

при температуре 1000 К на основании следующих данных:

	H2	H2O	CO	CO2
ΔН°(кал/моль)	0	57778	26416	94052
ΔS° (кал/град∙моль)	31,211	45,106	47,301	51,06

ΔС_p = 1,72 кал/моль.

91 При 693 К константа равновесия реакции H₂ + I₂ = 2HI К_с = 50,25. Вычислите массу образующегося иодида водорода, если в реактор введено 0,846 г I₂ и 0,0212 г Н₂.

92 При 693 К константа равновесия реакции H₂ + I₂ = 2HI К_С = 50,25. В каком направлении будет протекать данный процесс, если исходные концентрации Н₂ , I₂ и HI соответственно равны: а) 2,0; 5,0; 10,0 моль/л; б) 1,5; 0,25; 5,0 моль/л; в) 1,0; 1,99; 10,0 моль/л.

93 Определите константу равновесия реакции SO₂ + 1/2O₂ = SO₃ при 700 К, если при 500 К К_р = 588,9 Па^-1/2, а тепловой эффект реакции в этом диапазоне температур равен –99,48 кДж/моль.

94 При 2000 °С и общем давлении 1 атм 2 % воды диссоциировано на водород и кислород. Рассчитайте константу равновесия реакции Н₂О_(г) = Н_2(г) + 1/2О_2(г) при этих условиях.

95 Константа равновесия реакции СО_(г) + Н₂О_(г) = СО_2(г) + Н_2(г) при 500 °С равна К_р = 5,5. Смесь, состоящую из 1 моль СО и 5 моль Н₂О, нагрели до этой температуры. Рассчитайте мольную долю Н₂О в равновесной смеси.

96 Константа равновесия реакции N₂O_4(г) = 2NO_2(г) при 25 °С равна К_р = 0,143. Рассчитайте давление, которое установится в сосуде объемом 1 л, содержащем 1 г N₂O₄ при этой температуре.

97 Сосуд объемом 3 л, содержащий 1,79∙10^-2 моль I₂, нагрели до 973 К. Давление в сосуде при равновесии оказалось равно 0,49 атм. Считая газы идеальными, рассчитайте константу равновесия при 973 К для реакции I_2(г) = 2I_(г).

98 Сосуд объемом 1 л, содержащий 0,341 моль РCl₅ и 0,233 моль N₂, нагрели до 250 °С. Общее давление в сосуде при равновесии оказалось равно 29,33 атм. Считая все газы идеальными, рассчитайте константу равновесия при 250 °С для протекающей в сосуде реакции: РСl_5(г) = РСl_3(г) + Сl_2(г).

99 Для реакции 2HI_(г) = H_2(г) + I_2(г) константа равновесия К_р = 1,83∙10^-2 при 698,6 К. Сколько граммов HI образуется при нагревании до этой температуры 10 г I₂ и 0,2 г H₂ в трехлитровом сосуде? Чему равны парциальные давления H₂, I₂ и HI?

100 Константа равновесия реакции H_2(г) + I_2(г) = 2HI_(г) при 717 К равна 46,7. Определите количество разложившегося HI при нагревании 1 моль HI до этой температуры.

101 Константа равновесия реакции CO_(г) + H₂O_(г) = CO_2(г) + H_2(г) при 800 К равна 4,12. Смесь, содержащая 20 % СO и 80 % Н₂О нагрета до 800 К. Определите состав смеси при достижении равновесия, если взят 1 кг водяного пара.

102 При 1273 К и общем давлении 30 атм в равновесной смеси СO_{2 (г)} + С_(тв) = = 2СО_(г) содержится 17 % (по объему) СО₂. Сколько процентов СО₂ будет содержаться в газе при общем давлении 20 атм?

103 При смешении 1 моль уксусной кислоты и 1 моль этилового спирта реакция протекает по уравнению CH₃COOH_(г) + C₂H₅OH_(г) = CH₃COOC₂H_5(г) + H₂O_(г). 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 по достижению равновесия при следующих условиях: 1 моль кислоты, 1 моль спирта и 1 моль воды.

104-123 Многовариантная задача. Вычислите величину константы равновесия при заданной температуре Т. Примите, что тепловой эффект реакции в этом температурном интервале не зависит от температуры. Примечание: если агрегатные состояния не указаны, вещества находятся в газовой фазе.

Таблица 2.1 Уравнения реакций для различных вариантов

№ п/п	Реакция	Т, К	КТ1	КТ2	H0 , кДж/ моль
104	2СО + 4Н2= С2Н5ОН + Н2О	450	7,0∙10-8 (Т1 = 400 К)	8,4∙10-8 (Т2 = 500 К)	-
105	2HgO(тв) = 2Hg + О2	723	1,37∙1014 (Т1 = 693 К)	-	307
106	Ag2CO3(тв) =Ag2O(тв) + CO2	400	3,98∙10-4 (Т1 = 350 К)	1,86∙10-4 (Т2 = 450 К)	-
107	2СН3ОН = С2Н4 + 2Н2О	800	1,9 (Т1 = 700 К)	5,57 (Т2 = 1000 К)	-
108	2C3H6 = C2H4 + C4H8	450	5,03∙10-2 (Т1 = 300 К)	8,77∙10-2 (Т2 = 600 К)	-
109	Hr(aq) + O2 = HrO2(aq) (Hr – гемеритрин, кислородпереносящий пигмент)	260	9120 (Т1 = 273 К)	380 (Т2 = 298 К)	-
110	СН3ОН = НСНО + Н2	600	6,1∙10-4 (Т1 = 700 К)	5,6∙10-4 (Т2 = 500 К)	-
111	4HCl + O2 = 2H2O + Cl2	800	6,72∙10-4 (Т1 = 700 К)	3,96∙10-6 (Т2 = 900 К)	-
112	С3Н6 + 3/2О2 = СН3СНО + НСООН	700	9,1∙1015 (Т1 = 600 К)	-	168,15
113	NH4Cl(тв) = NH3 + HCl	455	3,80∙107 (Т1 = 400 К)	1,81∙1012 (Т2 = 500 К)	-
114	СО + 2Н2 = СН3ОН	500	3,88∙10-11 (Т1 = 400 К)	-	113,13
115	Mg(OH)2 (тв) = MgO(тв) + H2O	400	7,26∙105 (Т1 = 350 К)	5,59∙109 (Т2 = 500 К)	-
116	2C5H11 + 2H2 = 2C4H10 +C2H6	413	1,46 (Т1 = 373 К)	-	3,18
117	S2 + 4CO2 = 2SO2 + 4CO	900	1,58∙1011 (Т1 = 850 К)	3,39∙1011 (Т2 = 950 К)	-
118	SO2 + Cl2 = SO2Cl2	400	8,51∙10-6 (Т1 = 350 К)	2,27∙10-7 (Т2 = 450 К)	-
119	C6H6 + 3H2 = C6H12	600	9,54∙10-6 (Т1 = 350 К)	2,30∙10-6 (Т2 = 450 К)	-
120	H2 + Cl2 = 2HCl	950	3,25∙1011 (Т1 = 900 К)	2,67∙1010 (Т2 = 1000 К)	-
121	H2 + I2 = 2HI	700	61,6 (Т1 = 633 К)	41,7 (Т2 = 718 К)	-
122	C6H5C2H5 + 3H2 = C6H11C2H5	500	5,98∙10-14 (Т1 = 485 К)	9,30∙10-17 (Т2 = 565 К)	-
123	I2 = 2I	100	1,15∙102 (Т1 = 950 К)	7,41∙102 (Т2 = 1050 К)	-