III. Химическое равновесие
Задача 65. Если в закрытом сосуде нагреть до 445оС 8 молей I2 и 5,3 моля H2, то при достижении равновесия образуется 9,5 моля HI. Найти выход HI, если исходить из 8 молей I2 и 3 молей H2.
Задача 66. Константа равновесия реакции образования HCl при некоторой температуре равна Кс = 1. Определить состав (в мольных процентах) равновесной реакционной смеси, полученной из 5 л H2 и 2 л Cl2.
Задача 67. При некоторой температуре и давлении 1 атм. степень диссоциации HI на H2 и I2 равна 22 %. Определить значение Кр и Кс.
Задача 68. Ампулу с 4,6 г охлажденного жидкого азотноватого ангидрида N2O4 поместили в сосуд емкостью 5,7 л. Из сосуда откачали воздух. Затем с помощью бойка разбивают ампулу с N2O4 и сосуд, содержащий N2O4, нагревают до 50оС. В результате испарения и его диссоциации в сосуде создается давление, равное 0,4586 атм. Вычислить степень диссоциации N2O4 и константу равновесия Кс для реакции: N2O4 2NO2.
Задача 69. Исходная смесь содержит 0,4 моля H2 и 0,6 моля CO2. Вычислить степень превращения CO2 в CO при 1000 К, если Кр = 1,37.
Задача 70. Смесь, состоящую из 7% SO2, 11% O2 и 82% N2, под давлением в 1 атм. в присутствии катализатора нагрели до 1000 К. После установления равновесия SO2 оказалось 4,7%. Найти степень окисления SO2, константы равновесия Кр и Кс реакции 2SO2 + O2 2SO3.
Задача 71. Вычислить константу равновесия реакции восстановлении FeO окисью углерода при 1000 К и давлении 1 атм., если установлено, что равновесная смесь газов содержала 39% CO2.
Задача 72. Для реакции С(кокс.) + Н2О СО + Н2 при температуре 500оС и давлении в 1 атм. константа химического равновесия Кр = 0,02138. Вычислить долю СО в равновесной смеси.
Задача 73. Для реакции CO + H2O CO2 + H2 константа равновесия при 1000К Кр,1000 = 1,36 и при 1200К Кр,1200 = 0,68. Определить тепловой эффект реакции на данном температурном интервале и константу равновесия при 1100К.
Задача 74. Определить тепловой эффект реакции диссоциации известняка
CaCO3 CaO + CO2 ,
если упругость диссоциации при 800оС равна 201,3 мм рт. ст., а при 900оС равна 992 мм рт. ст.
Задача 75. Найти константу равновесия реакции синтеза NH3, протекающей согласно уравнению 1/2N2 + 3/2H2 NH3, при 700 К, зная, что при 25оС константа равновесия Кр,298 = 832, тепловой эффект Qр,298 = 11040 кал/моль и, исходя из следующих значений мольных теплоемкостей газов
Ср (N2) = 6,66 + 1,02·10-3·Т;
Ср (H2) = 6,99 – 0,2·10-3·Т + 0,48·10-6·Т2;
Ср (NH3) = 7,12 + 6,09·10-3·Т – 0,398·105·Т-2.
Задача 76. При нагревании водорода и йода в закрытом сосуде до 444оС обратимо протекает реакция по уравнению H2 + I2 ↔ 2HI. Равновесная смесь при этой температуре содержит 5,64 моль НI, 0,12 моль I2 и 5,28 моль Н2. Вычислить константу равновесия указанной реакции и исходные концентрации водорода и йода.
Задача 77. Константа равновесия реакции
СН3СООН + С2Н5ОН ↔ СН3СООС2Н5 + Н2О
при некоторой температуре равна 4. Определить состав реакционной смеси при равновесии, если в реакцию введены 1 моль кислоты и 2 моль спирта.
Задача 78. Определить состав равновесной смеси в паровоздушном генераторе при 986оС, если константа равновесия реакции, протекающей в генераторе
Н2О(пар) + СО ↔ Н2 + СО2 равна 0,623.
Начальный состав смеси (об. доли, %): СО2 12; Н2 1; СО 10,0 и Н2О(пар) 15 (остальное приходится на азот, который в реакции не участвует).
Задача 79. Константа равновесия Кр реакции синтеза аммиака N2+3H2↔2NH3 при 350оС равна 2,32·10-13. Вычислить Кс для этого процесса при той же температуре.
Задача 80. Определить состав смеси в момент равновесия для реакции
С+О2↔ СО2, если при 1300оС константа равновесия этой реакции равна 0,289.
Задача 81. Вывести уравнение для константы равновесия реакции
2СО + 2Н2 ↔ СН4 + СО2 + Q ,
если 2CO ↔ C + CO2 + Q1 (а) C + 2H2 ↔ CH4 + Q2 (б)
Задача 82. Константа равновесия Кр реакции I2↔2I- при T1 = 677оС равна 1,149·102, а при T2 = 777оС равна 7,413·102. Вычислить константу равновесия указанной реакции при 727оС.
Задача 83. Упругость диссоциации карбоната кальция при 881оС 80380 Па, а при 891 – 91177 Па. Рассчитать, при какой температуре упругость диссоциации карбоната кальция будет равна 101325 Па.