Пример 5.

При температуре 500 0С в реакционном сосуде установилось равновесие НСНО Û Н2 + СО. Вычислите константу равновесия, если начальная концентрация формальдегида равна 1 моль/л, а равновесная концентрация водорода составляет 0,2 моль/л.

При нахождении равновесных концентраций формальдегида и оксида углерода (II) учтем, что разложение 1 моля формальдегида приводит к образованию 1 моля водорода и 1 моля оксида углерода (II) (т.е. при образовании 0,2 моля Н2 образуется 0,2 моля СО и расходуется 0,2 моля НСНО) [СО] = [Н2] = 0,2 (моль/л)

[НСНО] = 1 – 0,2 = 0,8 (моль/л) 0,2·0,2

K = ¾¾¾¾ = 0,05 0,8

Ответ: K = 0,05

Пример 6.

В реактор емкостью 3 л поместили 1,5 моля NО2. При некоторой температуре установилось равновесие 2NО2 Û N2О4 с константой равновесия К = 7,15. Вычислите равновесную концентрацию NО2 .

Для выражения значений равновесных концентраций, определим величину

57

Количество NО2 , которое подверглось превращению, обозначим через х.

Подставив значения равновесных концентраций в выражение константы равновесия, получим следующее уравнение

х

7,15 = ¾¾¾¾

2(0,5 – х)2 Решение уравнения приводит к корням х1 = 0,73 и х2 = 0,35. Первый корень

не имеет физического смысла (нельзя израсходовать больше, чем взяли). Таким образом [NО2] = 0,5 – 0,35 = 0,15 (моль/л)

Ответ: [NО2] = 0,15 моль/л.

Пример 7.

При некоторой температуре константа равновесия реакции

СO + С12 Û СOС12 равна 40. Равновесные концентрации СO и СOС12 равны 0,2 моль/л и 0,8 моль/л соответственно. Вычислите исходную концентрацию хлора.

[С12] = 0,1

Исходная концентрация хлора будет складываться из количества хлора, вступившего в реакцию, а также оставшегося в равновесной смеси.

С(С12) = [С12] + D С(С12)

По уравнению реакции при образовании 1 моля фосгена расходуется 1 моль хлора. Следовательно, при образовании 0,8 моля СOС12 было израсходовано 0,8 моля С12

С(С12) = 0,1 + 0,8 = 0,9 (моль/л)

Ответ: С(С12) = 0,9 моль/л.

58

Пример 8.

При некоторой температуре в газовой фазе установилось равновесие С12О6(Г.) Û 2С1О3(Г.). Найдите константу равновесия данной реакции, если начальная концентрация С12О6 составляла 0,5 моль/л и к моменту наступления равновесия распалось 80% С12О6.

Для нахождения равновесной концентрации С12О6 требуется из первоначального количества С12О6 вычесть количество С12О6, подвергшееся превращению. Так как к моменту наступления равновесия распалось 80% С12О6, то

[С12О6] = 0,5 – 0,5·0,8 = 0,1 (моль/л)

При нахождении [С1О3] учтем, что из одного моля С12О6 образуется два моля С1О3. Так как в реакцию вступило 0,4 моля С12О6 на каждую

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

1.Две реакции при 300 К протекают с одинаковой скоростью. Температурные коэффициенты скорости первой и второй реакций равны соответственно 2 и 3. Каким будет соотношение скоростей этих реакций при 330 К?

2.В ходе реакции, протекающей по уравнению 2А + 3В = С, за определенный период времени концентрация вещества А уменьшилась на 0,04 моль/л. Как при этом изменилась концентрация вещества В?

3.Как изменится скорость прямой реакции по сравнению со скоростью

обратной реакции в системе 2NOС1 Û 2NO + Cl2 при увеличении давления в 3 раза?

4.Как изменится скорость прямой реакции 4NН3 + 5О2 = 4NО + 6Н2О, если увеличить давление в системе в 2 раза?

59

5.В системе Н2 + 12 2Н1 концентрацию водорода увеличили с 0,1 моль/л до 0,3 моль/л, а концентрацию йода с 0,05 моль/л до 0,25 моль/л. Как изменилась скорость прямой реакции?

6.Реакция идет согласно уравнению 2NO + Cl2 2NOС1. Исходные концентрации равны С(NO) = 0,4 моль/л, С(Cl2) = 0,3 моль/л. Во сколько раз изменится скорость реакции по сравнению с первоначальной в тот момент, когда успеет прореагировать половина оксида азота?

7.Найдите значение константы скорости реакции А + 2В = АВ2, если концентрации А и В равны соответственно 0,2 моль/л и 0,4 моль/л. Скорость реакции равна 5·10-2 (моль/(л·мин.).

8.Вычислите, при какой температуре реакция закончится за 20 минут, если при 30 0С на это требуется 3 часа. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3.

9.Во сколько раз следует увеличить концентрацию кислорода, чтобы

скорость реакции Р(ТВ.) + 3O2(Г.) = Р4О6(Г.) увеличилась в 8 раз при уменьшении массы фосфора в 2 раза?

10.Константа равновесия реакции СO(Г.) + Н2О(Г.) Н2(Г.) + СO2(Г.) при некоторой температуре равна 2,2. Исходные концентрации СО и Н2О равны 1 моль/л и 3 моль/л соответственно. Вычислите равновесные концентрации всех веществ, находящихся в реакционной смеси.

11.При некоторой температуре в сосуде емкостью 2 л установилось

равновесие РС15 РС13 + С12. Константа равновесия равна 0,5. Вычислите, какое количество пятихлористого фосфора было введено в

реакцию, если в равновесной смеси концентрация хлора равна 0,15 моль/л?

12.Определите константу равновесия системы N2О4 2NО2, если исходная концентрация N2О4 равна 0,8 моль/л и в равновесной смеси диссоциация его равна 75%.

13.Константа равновесия системы Н2 + 12 2Н1 при 443 0С равна 50. Равновесные концентрации йодистого водорода и йода равны 0,05 моль/л и 0,02 моль/л соответственно. Определите равновесную

концентрацию водорода.

14.При некоторой температуре в системе установилось равновесие 2Н2О 2Н2 + О2. Вычислите константу равновесия этой реакции, если

к моменту достижения равновесия подверглось разложению 2% водяного пара и исходная концентрация его равна 1 моль/л.

15.Вычислите константу равновесия реакции 3Н2 + N2 2NН3, если в сосуд вместимостью 5 литров загрузили 2,4 г N2 и 2 г Н2, а в равновесной смеси находится 0,85 г NН3.

60