Задачи и упражнения для самостоятельного решения

6.1. При нагревании диоксида азота в закрытом сосуде до некоторой температуры равновесие реакции 2NO₂ 2NO + O₂ установилось при следующих концентрациях (моль/л): [NO₂] = 0,4; [NO] = 1; [O₂] = 0,5. Вычислить константу равновесия для этой температуры и исходную концентрацию диоксида азота.

(Ответ: 3,125; 1,4 моль/л).

6.2. Реакция протекает по уравнению АВ А + В. При некоторой температуре из 1 моль АВ, находящегося в закрытом сосуде емкостью 20 л, разлагается 0,6 моль АВ. Определить константу равновесия. (Ответ: 0,045).

6.3.Константа равновесия реакции N₂O₄ 2NO₂ равна 0,16 при 375 К. Равновесная концентрация NO₂ равна 0,09 моль/л. Вычислить равновесную концентрацию N₂O₄. (Ответ: 0,051 моль/л).

6.4. Рассчитать равновесную концентрацию О₃ и константу равновесия в реакции 3О₂ (г) 2О₃ (г), если начальная масса О₂ равна 24 г, а равновесная концентрация О₂ равна 0,6 моль/л. (Ответ: 0,1 моль/л; 0,046).

6.5. Используя справочные данные табл. Б. 1, рассчитать ΔН°_х.р. реакции, протекающей по уравнению 2NO₂ (г) 2NO (г) + O₂ (г) и определить, в какую сторону сместится равновесие при охлаждении системы.

6.6. Рассчитать равновесные концентрации газообразных веществ в гетерогенной системе FeO (к) + CO (г) Fe (к) + CO₂ (г), если начальная концентрация СО составляла 2 моль/л, константа равновесия К_С = 0,6.

(Ответ: 1,25; 0,75 моль/л.).

6.7. При состоянии равновесия в системе N₂ + 3H₂ 2NH₃ концентрации веществ были (моль/л): [N₂] = 0,3; [H₂] = 0,9; [NH₃] = 0,4. Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакции, если концентрации всех участвующих в реакции веществ увеличить в 4 раза. В каком направлении сместится равновесие? (Ответ: 256; 16).

6.8. Вычислить константу равновесия для гомогенной системы

CO (г) + H₂O (г) СO₂ (г) + H₂ (г), если равновесные концентрации реагирующих веществ (моль/л): [CO] = 0,004; [H₂O] = 0,064; [CO₂] = 0,016, [H₂] = 0,016. Чему равны исходные концентрации воды и СО?

(Ответ: 1; 0,08 моль/л; 0,02 моль/л).

6.9. В начальный момент протекания реакции NiO (к) + Н₂ (г) Ni (к) + H₂O (г) концентрации были равны (моль/л): = 0,5; = 1,7. Рассчитать равновесные концентрации газообразных веществ, если К_С = 5,66.

(Ответ: 0,33; 1,87 моль/л).

6.10. В реакторе при некоторой температуре протекает реакция

СО₂ + Н₂ СО + Н₂О. Определить константу равновесия, если в начальный момент = 2,15 моль/л, = 1,25 моль/л, а к моменту равновесия прореагировало 60 % начального количества СО₂. (Ответ: 0,8).

6.11. Определить, в какую сторону произойдет смещение равновесия реакции CO₂ (г) + 4Н₂ (г) СН₄ (г) + 2Н₂О (г), ∆Н°_х.р. = –165 кДж при следующих воздействиях: а) увеличении давления; б) повышении концентрации СО₂; в) понижении температуры.

6.12. В гомогенной системе установилось равновесие 2H₂S + 3O₂ 2SO₂ + 2H₂O. Константа равновесия К_С = 3∙10⁵. Исходные вещества или продукты реакции будут преобладать в равновесной смеси веществ? Вычислить равновесную концентрацию диоксида серы, если равновесные концентрации веществ, участвующих в реакции, равны (моль/л): [H₂S] = 0,02; [O₂] = 0,30; [H₂O] = 0,40. (Ответ: 4,5 моль/л).

6.13. Рассчитать К_С реакции PCl₅ (г) PCl₃ (г) + Cl₂ (г) при 500 К, если к моменту равновесия разложилось 54 % PCl₅, а исходная концентрация PCl₅ была равна 1 моль/л. (Ответ: 0,634).

6.14. После смешивания газов А и В в системе А (г) + В (г) С (г) +D (г) устанавливается равновесие при следующих концентрациях: [B] = 0,5 моль/л; [C] = 0,2 моль/л. Константа равновесия реакции равна 4×10^-2. Найти исходные концентрации вещества А и В. (Ответ: 2,2; 0,7 моль/л).

6.15. Система С (графит) + СО₂ (г) 2СО (г), DН°_х.р. = 172,5 кДж находится в состоянии равновесия. Как повлияет на равновесие системы: а) повышение температуры; б) понижение давления; в) понижение концентрации СО₂?

6.16. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе

2SO₂ + O₂ 2SO₃ составляли (моль/л): [SO₂] = 0,04; [O₂] = 0,06; [SO₃] = 0,02. Определить константу равновесия и исходные концентрации SO₂ и O₂.

(Ответ: 4,17; 0,06 моль/л; 0,07 моль/л).

6.17.Реакция протекает по уравнению NO + Cl₂ NOCl₂, DН < 0.

Какие изменения а) температуры; б) давления; в) концентраций участвующих в реакции веществ способствуют увеличению выхода продукта реакции?

6.18. Константа равновесия реакции FeO (к) + СО (г) Fe (к) + СО₂ (г) при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации этих веществ составляли (моль/л): = 0,08; = 0,02. (Ответ: 0,67; 0,33 моль/л).

6.19. Система N₂ (г) + 3Н₂ (г) 2NH₃ (г); DН°_х.р. = –92,4 кДж

находится в состоянии равновесия. Определить, в каком направлении сместится равновесие: а) с ростом температуры; б) при повышении давления; в) при понижении концентрации NH₃.

6.20. Найти константу равновесия реакции

N₂O₄ 2NO₂,

если начальная концентрация N₂O₄ составляла 0,08 моль/л, а к моменту наступления равновесия разложилось 50 % N₂O₄. (Ответ: 0,16).