Головна |
Завдання 1.У скільки разів зміниться швидкість прямої реакції N2(Г) + 3Н2(Г) - 2NH3(Г), якщо тиск в системі збільшити в 2 рази?
Рішення
Збільшення тиску в системі в 2 рази рівносильно зменшення обсягу системи в 2 рази. При цьому концентрації реагуючих речовин зростуть в 2 рази. Відповідно до закону діючих мас, початкова швидкість реакції дорівнює ?н = k· [N2] · [H2]3. Після збільшення тиску в 2 рази концентрації азоту і водню збільшаться в 2 рази, і швидкість реакції стане дорівнює ?к = k· 2 [N2] · 23[H2]3 = k· 16 [N2] · [H2]3. ставлення ?к./ ?н показує, як зміниться швидкість реакції після зміни тиску. Отже, ?к/ ?н = k· 16 [N2] · [H2]3/k· [N2] · [H2]3= 16.
Відповідь: швидкість реакції збільшиться в 16 разів.
Завдання 2. У скільки разів зміниться швидкість прямої і зворотної реакції в системі: 2SO2(Г) + O2(Г) -2SO3(Г), якщо обсяг газової суміші зменшити в три рази? В який бік зміститься рівновага системи?
Рішення
Позначимо концентрації реагуючих речовин: [SO2] = а,
[O2] = b, [SO3] = c. Відповідно до закону дії мас, швидкості і прямий і зворотної реакцій до зміни обсягу
?пр = k·а2·b ; ?обр = k1·с2.
Після зменшення обсягу гомогенної системи в три рази концентрація кожного з реагуючих речовин збільшиться в три рази: [SO2] = 3a, [O2] = 3b, [SO3] = 3c. При нових концентраціях швидкості ? 'прямий і зворотної реакцій: ?'пр = k· (3a)2· (3b) = 27 ·k·a2·b; ? 'обр= k1· (3с)2= = 9 ·k1·с2. Звідси
Отже, швидкість прямої реакції збільшилася в 27 разів, а зворотної - тільки в дев'ять разів. Рівновага системи змістилося в бік освіти SO3.
Завдання 3. В реакції з (т) + 2H2(Г) - CH4(Г) концентрацію водню зменшили в 3 рази. Як зміниться швидкість реакції?
Рішення
Відповідно до закону діючих мас, початкова швидкість реакції дорівнює ?н=k· [H2]2. Після зменшення концентрації водню в 3 рази швидкість стане дорівнює ?к=k· (1/3)2[H2]2 = 1/9k[H2]2. Після зміни концентрації водню швидкість зміниться наступним чином: ?к/ ?н= 1/9k[H2]2/k[H2]2= 1/9.
Відповідь: швидкість реакції зменшиться в 9 разів.
завдання 4. У скільки разів зросте швидкість реакції при підвищенні температури з 10 до 30 oС (? = 3)?
Рішення
При збільшенні температури з 10 до 30 oЗ швидкість реакції відповідно до правила Вант-Гоффа зростає:
?2/ ?1= ?(t2t1) / 10,
де t2= 30 oC, t1= 10 oC, а ?2 і ?1 - Швидкості реакції при даних температурах.
отримуємо ?2/ ?1= 3(30-10) / 10= 32= 9, т. Е. Швидкість реакції збільшиться в 9 разів.
Відповідь: 9.
Завдання 5. Розрахуйте, у скільки разів збільшиться швидкість реакції, що протікає в газовій фазі, при підвищенні температури від 30 до 70 oС, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.
Рішення
Залежність швидкості хімічної реакції від температури визначається емпіричним правилом Вант-Гоффа за формулою
.
Отже, швидкість реакції при температурі 70 oЗ більше швидкості реакції при температурі 30 oЗ в 16 разів.
завдання 6. Рівновага реакції 2H2(Г) + O2(Г) - 2H2O (г); ?H<0 зміщується вправо:
1) при зменшенні тиску; 2) при збільшенні тиску?
Рішення
Всі речовини в системі - гази. Відповідно до принципу Ле Шательє, підвищення тиску призводить до зміщення рівноваги в бік реакції, що призводить до меншої кількості молей газів, т. Е. В бік освіти Н2О. Отже, підвищення тиску в системі зміщує рівновагу реакції вправо.
Відповідь: при збільшенні тиску.
Завдання 7. В який бік зміститься рівновага реакції 2SO2(Г) + O2(Г) - 2SO3(Г); ?H<0 при підвищенні температури?
Рішення
оскільки ?H<0, теплота виділяється в ході прямої реакції, яка є екзотермічної. Зворотна реакція буде ендотермічної. Підвищення температури завжди сприяє протіканню реакції з поглинанням теплоти, т. Е. Рівновага зміститься у бік вихідних речовин.
Відповідь: вліво.
Завдання 8. Визначте константу рівноваги реакції NOCl2(Г) + NO (г) - 2NOCl (г), якщо при деякій температурі рівноважні концентрації речовин складають [NOCl2] = 0,05; [NO] = 0,55; [NOCl] = 0,08 моль / л.
Рішення
Константа рівноваги оборотної хімічної реакції дорівнює відношенню твори рівноважних концентрацій продуктів до твору рівноважних концентрацій вихідних речовин. Значення кожної з концентрацій має бути зведено до рівня, що дорівнює стехиометрическому коефіцієнту перед відповідним речовиною в рівнянні реакції. Тому
.
Відповідь: 0,233.
Завдання 9. Ендотермічна реакція розкладання пентахлориду фосфору протікає по рівнянню:
РСl5(Г) - РСl3(Г) + Сl2(Г); ?Н = + 92,59 кДж.
Як треба змінити: а) температуру; б) тиск; в) концентрацію, щоб змістити рівновагу в бік прямої реакції - розкладання РСl5?
Рішення
Зміщенням, або зрушенням хімічної рівноваги, називають зміну рівноважних концентрацій реагуючих речовин в результаті зміни одного з умов реакції. Напрямок, в якому змістилося рівновагу, визначається за принципом Ле Шательє: а) так як реакція розкладання PCl5 ендотермічна (?Н > 0), то для зміщення рівноваги в бік прямої реакції потрібно підвищити температуру; б) так як в даній системі розкладання PCl5 веде до збільшення обсягу газоподібних речовин (з однієї молекули газу утворюються дві газоподібні молекули), то для зміщення рівноваги в бік прямої реакції треба зменшити тиск; в) зміщення рівноваги в зазначеному напрямку можна досягти як збільшенням концентрації PCl5, Так і зменшенням концентрації PCl3 або Cl2.
Завдання 10. Один моль аміаку помістили в посудину об'ємом 20 л і нагріли до 600 oC. Тиск в посудині дорівнювала 435 кПа. Розрахуйте ступінь розкладу аміаку.
Досвід 6. Вплив температури на стан рівноваги | Рішення
Макрушина, Т. і. | Швидкість хімічних реакцій | від концентрації | Залежність швидкості реакції від температури | Кінетика гетерогенних реакцій | Гомогенний і гетерогенний каталіз | Механізми хімічних реакцій | хімічна рівновага | Досвід 2. Залежність швидкості реакції від температури | Дослід 4. Вплив каталізатора на швидкість реакції |