Задачи к главе 4
1-й уровень
161 – 165 Во сколько раз изменится скорость прямой гомогенной реакции, если концентрацию вещества А увеличить в X раз, а концентрацию вещества В уменьшить в Y раз
Задачи
|
Реакция
|
X
|
Y
|
161
|
А+2В=С
|
3 |
3
|
162
|
2А+В=С
|
3 |
2 |
163
|
3А+2В=С
|
4 |
6 |
164
|
А+3В=С
|
3 |
5 |
165
|
А+В=С
|
2 |
6
|
166-170. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен . Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если температуру повысить на Δt, 0С?
Задачи
|
166
|
167
|
168
|
169
|
170
|
|
2,0 |
2,4
|
2,2 |
3,0 |
3,8 |
Δt, 0С
|
50 |
70 |
40 |
50 |
60 |
171-175. Равновесие в гомогенной газовой системе установилось в момент, когда прореагировало 50% вещества А. Вычислите константу равновесия, если концентрации исходных веществ равны СоА и СоВ. В какую сторону сместится равновесие при повышении давления?
Задачи
|
Система
|
СоА,моль/л
|
СоВ, моль/л
|
171
|
2А+2В=С+2D |
1,1
|
2,5
|
172
|
А+4В =2С+2D |
0,8
|
2,6
|
173
|
3А+ В =С+3D |
1,2
|
0,8
|
174
|
2А+3В=С+3D |
0,3
|
0,7
|
175
|
А +2В =2С+D
|
1,0
|
1,6
|
2-й уровень
176-180. В гомогенной химической реакции установилось состояние равновесия с константой равновесия, равной k. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ, если начальная концентрация исходного вещества равна Со :
Задачи
|
Реакция
|
k
|
Со, моль/л
|
176
|
2HCl(г) =H2(г)+Cl2(г) |
0,5
|
0,20
|
177
|
2NO(г)=O2(г)+N2(г) |
0,29
|
0,80
|
178
|
2HBr(г)=H2(г)+Br2(г) |
0,36
|
0,10
|
179
|
PCl5(г)=PCl3(г)+Cl2(г) |
1,23
|
0,05
|
180
|
2HI(г)=H2(г)+I2(г) |
0,65
|
0,20
|
181. Определите энергию активации реакции, константа скорости которой увеличилась в 105 раз при повышении температуры с 330 до 400 К.
182. Протекают две реакции. Энергия активации первой из них на 10 кДж меньше, чем у второй. Во сколько раз скорость первой реакции больше скорости второй при 100 и при 700 °С, если их предэкспоненциальные множители одинаковы?
183. Скорость реакции удваивается при увеличении температуры на 10 °С. При каком значении энергии активации это утверждается в интервале 295-305 °С?
184. Энергия активации разложения диоксида азота на оксид азота (II) и кислород равна 111 кДж/моль. Во сколько раз увеличится константа скорости реакции при повышении температуры с 330 до 400 К?
185. В сосуд объемом 0,5 л было помещено 0,5 моль Н2 и 0,5 моль N2. При некоторой температуре к моменту равновесия образовалось 0,02 моль NН3. Вычислите константу равновесия.
186-190. Определить константу скорости химической реакции при температуре Т и энергию активации, если при Т1 константа скорости реакции равна К1, а при температуре Т2 – К2.
Задачи
|
T, °С |
T 1, °С |
T 2, °С |
К1, с-1 |
К2, с-1 |
186
|
30 |
10 |
60 |
1,08·10-4 |
5,48·10-4 |
187
|
50 |
120 |
140 |
4,08·10-4 |
19,83·10-4 |
188
|
10 |
25 |
65 |
5,1·10-5 |
4,76·10-4 |
189
|
20 |
15 |
70 |
3,3·10-3 |
4,65·10-2 |
190
|
15 |
100 |
150 |
8,47·10-3 |
9,41·10-2 |
191. Вычислить температуру, при которой константа равновесия реакции
2NO2 (г)↔N2O4(г) равна единице. Изменениями ΔΗº и ΔSºс температурой пренебречь. В каком направлении сместится равновесие при температуре более низкой, чем найденная?
192. Величина ΔGº для реакции А + В↔АВ при 298 К равна – 8 кДж/моль. Начальные концентрации веществ А и В равны 1 моль/л. Найти константу равновесия реакции и равновесные концентрации веществ А, В и АВ.
193. Металлы можно получит прямым восстановлением водородом, например, железо по реакции
FeO(к) + Н2 = Fe + Н2О(г)
Рассчитайте температуру, при которой установится равновесие? Рассчитайте равновесную концентрацию водорода и паров воды в системе, если начальная концентрация водорода была равна 5 моль/л.
194. Один из вредных компонентов выхлопных газов автомобиля – оксид углерода СО. Его можно нейтрализовать окислением: СО + ½ О2 = СО2.
Если в системе установится равновесие, то какие внешние воздействия будут способствовать нейтрализации СО?
195. Углекислота Н2СО3 способствует химическому разрушению (коррозии) металла. Она может быть удалена из воды путем разложения по реакции: Н2СО3(р) = СО2 + Н2О(ж) (ΔΗ>0). Если система находится в равновесии, то какие внешние воздействия будут способствовать разложению Н2СО3?
3-й уровень
196. В водоем со сточными водами попал гербицид, начальная его концентрация в водоеме составила 10-4 моль/л. Определите период полупревращения гербицида при взаимодействии его с компонентами среды, и изменение его концентрации через 100 ч, если реакция имеет первый порядок, а константа скорости равна 10-6с-1.
197. Для удаления сероводорода из промышленных сточных вод предложена реакция его неполного окисления до серы и воды. Если концентрации О2 и Н2S равны 10-4 моль/л, а константа скорости составляет 10-4 моль·л·с-1, то каковы начальная скорость реакции и период полупревращения?
198. Константы скоростей прямой и обратной реакций при 298 К равны соответственно 10-5 и 10-9с-1. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции. В реакции первого порядка энергия активации Е = 104,5 кДж/моль и в уравнении Аррениуса предэкспоненциальный множитель А = 5·10-13с-1. При какой температуре период полупревращения сократится в 10 раз?
199. Период полураспада радиоактивного
11С равен 20,5 мин. Рассчитайте
константу скорости. Сколько позитронов
излучит 10-6 г изотопа
за время полураспада?
200.Скорость некоторой реакции изучали, измеряя объем V газообразного продукта, выделяющегося через различные промежутки времени t:
V, см3 |
6,3 |
11,4 |
15,53 |
18,9 |
34,75 |
t, с |
600 |
1200 |
1800 |
2400 |
∞ |
Установить графически порядок реакции, рассчитать константу скорости k и период полупревращения.
201 – 205. Железный стержень погружен в Х –молярный раствор соляной кислоты. Через время t от начала реакции при постоянном перемешивании концентрация оказалась равной Y. Определить время, по истечении которого концентрация раствора станет равной Z. Какие предположения и допущения необходимо использовать при решении этой задачи?
Задачи
|
Х, моль/л |
t, мин |
Y, моль/л |
Z , моль/л |
201
|
0,01 |
200 |
1,0·10-4 |
1,0·10-3 |
202
|
0,02 |
150 |
2,5·10-4 |
5,0·10-3 |
203
|
0,16 |
250 |
3,0·10-4 |
3,0·10-3 |
204
|
0,03 |
180 |
7,8·10-4 |
2,7·10-3 |
205
|
0,10 |
60 |
1,0·10-3 |
1,0·10-2 |