У посудині об’ємом 0,2 л помістили 0,3 г Н2О та 0,8 г йоду. Після встановлення рівноваги в посудині одержано 0,7 г HI. Визначити константу рівноваги реакції.
Задачі
251. На скільки градусів необхідно підвищити температуру реакції, щоб її швидкість зросла в 729 разів? Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює трьом. Визначити енергію активації (Т1 = 300 К).
252. При збільшенні температури на 50 °С швидкість реакції зросла в 1224 рази. Розрахувати температурний коефіцієнт швидкості реакції та енергію активації (Т1 = 300 К).
253. Швидкість хімічної реакції при 20 °С дорівнює 1 моль/(л·с). Визначити швидкість цієї реакції при 60 °С, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює трьом. Розрахувати енергію активації.
254. На скільки градусів необхідно підвищити температуру, щоб швидкість реакції збільшилась у 100 разів? Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює двом. Визначити енергію активації (Т1 = 350 К).
255. У скільки разів зменшиться швидкість реакції, якщо температуру газової суміші знизити від 140 до 100 °С? Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює трьом. Розрахувати ЕА реакції.
256. Визначити, у скільки разів зросте швидкість реакції при підвищенні температури від 20 до 40 °С. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює трьом. Розрахувати ЕА реакції.
257. На скільки градусів змінилась температура реакційної суміші, якщо швидкість реакції зросла у 81 раз при температурному коефіцієнті, який дорівнює трьом? Розрахувати ЕА реакції.
258. Реакція у газовій фазі відбувається за рівнянням A + 2B + D → F. При підвищенні концентрації A в два рази швидкість реакції зросла у два рази, при підвищенні концентрації B у два рази – не змінилась, при підвищенні концентрації D у два рази – зросла в чотири рази. Як зміниться швидкість реакції при підвищенні загального тиску в три рази?
259. Реакція 2NO2 → N2O4 відбувається як бімолекулярна. Вказати: а) порядок реакції; б) як зміниться швидкість реакції при підвищенні тиску у два рази.
260. Реакція 2NO2(г.) + O2(г.) → 2NO2(г.) − третього порядку. Написати кінетичне рівняння реакції та пояснити, як зміниться швидкість реакції при підвищенні загального тиску в три рази.
261. Як зміняться швидкості реакцій: Zn(кр.) + Н2O(г.) → ZnO(кр.) + Н2(г.); 4NO2(г.) + O2(г.) + 2Н2O(г.) ® 4HNO3(р.) при збільшенні тиску у два рази?
262. Як треба змінити тиск, щоб швидкість реакцій
CO(г.) + H2O(г.) → CO2(г.) + H2(г.), MnO2(кр.) + 4HCl(г.) → MnCl2(кр.) +Cl2(г.) збільшити відповідно у 36 та 16 разів?
263. Записати вирази для констант швидкості наведених хімічних реакцій:
2CO(г.) + Сl2(г.) → COСl2(г.), H2(г.) + Cl2(г.) ↔ 2HCl(г.). Як зміниться швидкість наведених реакцій при підвищенні концентрації кожної з реагуючих речовин у два рази?
264. Визначити, у скільки разів зміниться швидкість газових реакцій при підвищенні концентрації кожної з реагуючих речовин у два рази та при підвищенні тиску в системах у три рази:
1) 2N2O5 → 4NO2 + O2; v = kCN2O5;
2) 2N2O → 2N2 + O2; v = kC2N2O.
265. Визначити, у скільки разів зміниться швидкість газових реакцій при підвищенні концентрації кожної з реагуючих речовин у два рази та тиску в системі у три рази:
1) CH3CHO → CH4 + CO; v = kCCH3CHO;
2) 2NO + O2 → 2NO2; v = kC2NOCO2.
266. Визначити, у скільки разів зміниться швидкість газових реакцій при підвищенні концентрації кожної з реагуючих речовин у два рази та тиску в системах у три рази: 1) F2 + 2ClO2 → 2FClO2; v = kCF2CClО2;
2) 2H2 + 2NO2 → 4H2O + N2; v = kCH2CNO2.
267. Як зміниться швидкість наведених хімічних реакцій при підвищенні концентрації кожної з реагуючих речовин у два рази та тиску в системах у два рази:
а) 2CO2(г.) → 2CO(г.) + О2(г.); б) N2(г.) + 3Н2(г.) → 2NН3(г.);
в) 2SO2(г.) + O2(г.) → 2SO3(г.)?
268. У скільки разів зросте швидкість реакції при підвищенні температури від 20 до 30 °C, якщо енергія активації дорівнює 125,6 кДж/моль? У скільки разів зросте швидкість цієї реакції при підвищенні температури від 20 до 120 °C?
269. Константа швидкості деякої реакції при 20 °C дорівнює 3∙10−2, а при 50 °C складає 4∙10−1. Визначити енергію активації та розрахувати швидкість реакції при 30 °C.
270. Константа швидкості реакції 2NO2 → 2NO + O2 при 600 К дорівнює 84, а при 640 К складає 400. Визначити енергію активації та знайти константу швидкості при 620 К.
271. Константа швидкості розкладання N2O3 при 25 °C дорівнює 3,46∙10−3, при 35 °C складає 1,46∙10−4. Визначити константу швидкості при
30 °C та енергію активації.
272. У скільки разів зросте швидкість реакції при підвищенні температури від 20 до 100 °C, якщо енергія EА = 125,5 кДж/моль?
273. При підвищенні температури на 30 °C швидкість реакції зросла в шість разів. Визначити температурний коефіцієнт швидкості реакції та енергію активації при 300 К.
274. При підвищенні температури на 30 °C швидкість реакції зросла в дев’ять разів. Визначити температурний коефіцієнт швидкості реакції та енергію активації (Т1 = 300 К).
275. Константа швидкості реакції при 25 °C дорівнює 1,4, а при 60 °C складає 9,9. Визначити константу швидкості цієї реакції при 45 °C.
276. Константа швидкості реакції при 22 °C дорівнює 2∙10−5, а при 35 °C складає 9∙10−5. Визначити константу швидкості цієї реакції при 30 °C.
277. У скільки разів треба підвищити концентрацію H2, для того щоб збільшити у 216 разів швидкість реакції синтезу NH3?
278. Реакція 2Н2(г.) + 2NO(г.) → N2(г.) + 2Н2O(г.) відбувається при
1000 К. Визначити швидкість реакції при концентраціях
СNO= CH2= 0,12 моль/л, якщо константа швидкості реакції k = 2∙10−2. Як зміниться швидкість реакції при підвищенні тиску у два рази?
279. Знайти значення константи швидкості реакції А + 2В ® АВ2, якщо при концентраціях речовин А і В відповідно 0,05 та 0,01 моль/л швидкість реакції дорівнює 5∙10−6 моль/(л·с).
280. У скільки разів зміниться швидкість реакції 2А + В → А2В, якщо концентрацію речовини А збільшити у два рази, а концентрацію речовини В зменшити у два рази?
281. У скільки разів необхідно збільшити концентрацію речовини В2 у системі 2А2(г.) + В2(г.) ® 2А2В(г.), щоб при зменшенні концентрації речовини А в чотири рази швидкість реакції не змінилась?
282. Хімічна реакція відбувається за 15 хв. при 40 °C, а при 60 °C за 3 хв. Визначити енергію активації реакції.
283. При 28 °C хімічна реакція закінчується за 3 хв, а при 18 °C за 15 хв. Визначити температурний коефіцієнт швидкості реакції та енергію активації.
284. Реакція відбувається за рівнянням 2NО + O2 → 2NO2. Вихідні концен- трації реагуючих речовин були: СNO= 0,8 моль/л; CО2= 0,6 моль/л. Як зміниться швидкість реакції, якщо концентрацію кисню збільшити до 0,9 моль/л, а концентрацію NО збільшити до 1,2 моль/л?
285. При 150 °C хімічна реакція закінчується за 16 хв. Розрахувати, через який час закінчиться ця реакція при 200 °C, якщо температурний коефіцієнт швидкості дорівнює двом.
286. Реакція відбувається за рівнянням A + 2B → C. Вихідні концентрації такі: СA вих = 0,03 моль/л; СВ вих = 0,05 моль/л. Константа швидкості 0,4. Знайти вихідну швидкість реакції та швидкість через деякий час, коли концентрація речовини А зменшиться на 0,01 моль/л.
287. При температурі 50 °C реакція відбувається за 2 хв 15 с. За який час скінчиться ця реакція при 70 °C, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює трьом?
288. При температурі 30 °C реакція закінчується за 16 хв, а при
50 °C − за 4 хв. Скільки часу необхідно для закінчення реакції при
20 °C?
289. Швидкість реакції при температурі 0 °C становить 1 моль/(л·с). Обчислити швидкість цієї реакції при 30 °C та енергію активації, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює трьом.
290. У скільки разів необхідно збільшити концентрацію азоту в системі
N2 + 3Н2 → 2NН3, щоб при зменшенні концентрації водню у два рази швидкість реакції не змінилась?
291. При підвищенні температури на 10 градусів швидкість реакції зросте у два рази. При 20 °C вона дорівнює 0,04 моль/(л·с). Якою буде швидкість при 40 °C; 10 °C; 100 °C?
292. Реакція відбувається за рівнянням 4HCl + O2 → 2H2O + 2Cl2.
СHCl = 2 моль/л; CO2= 1 моль/л; k = 0,2. Визначити швидкість реакції у початковий момент і в момент, коли у суміші залишилось 50 % оксигену.
293. Реакція між речовинами відбувається за рівнянням 2А + В → С.
СA вих = 6 моль/(л·с); СВ вих = 5 моль/(л·с). Константа швидкості 0,4. Визначити швидкість реакції у початковий момент і в момент, коли в суміші залишилось 50 % речовини А.
294. Реакція між речовинами відбувається за рівнянням А + 2В → 2С.
СA вих = 5 моль/(л·с); СВ вих = 10 моль/(л·с). Константа швидкості 0,7. Визначити швидкість реакції у початковий момент і в момент, коли прореагувало 20 % речовини А.
295. Реакція між речовинами відбувається за рівнянням 2С + 3В → 2М.
СС вих = 2 моль/(л·с); СВ вих = 1 моль/(л·с). Визначити швидкість реакції у початковий момент і в момент, коли залишилось 20 % речовини С. Константа швидкості дорівнює двом.
296. Реакція відбувається за рівнянням 2М + 2Р → 3С. Вихідні концентрації речовин М та Р дорівнюють відповідно 1 і 0,5 моль/(л·с); k = 0,7. Визначити швидкість реакції у початковий момент і в момент, коли залишилось 40 % речовини Р.
297. При 20 °C реакція закінчується за 20 хв. Скільки часу необхідно для перебігу реакції при 60 °C, якщо температурний коефіцієнт швидкості дорівнює двом?
298. Реакція відбувається за рівнянням 2N2O → 2N2 + O2. Вихідна концентрація СNO2 вих = 3,2 моль/л; k = 5·10−4. Визначити швидкість реакції у початковий момент і в момент, коли розклалося 25 % N2O.
299. Вихідні концентрації речовин (моль/л) для реакції
СО + Н2О → CО2 + Н2 дорівнювали: СCO вих = 0,5; СH2Oвих = 0,6; СCO2 вих = 0,4; СH2 вих = 0,2. Визначити концентрації всіх речовин після того, як прореагувало 60 % Н2О.
300. При 15 °C реакція закінчується за 30 хв. Скільки часу необхідно для закінчення реакції при 0 °C, якщо температурний коефіцієнт швидкості дорівнює трьом?
ХІМІЧНА РІВНОВАГА
Коли швидкості прямої та зворотної реакцій (для оборотних реакцій) стають однаковими, наступає стан хімічної рівноваги.
Для оборотної хімічної реакції аA + bB ↔ cC + dD
КС = ,
де КС − константа рівноваги реакції; величина, що виражає співвідношення між рівноважними концентраціями (моль/л) продуктів реакції [С], [D] (чисельник) та концентраціями вихідних речовин [А], [В] (знаменник). Чим більша константа рівноваги, тим більший вихід продуктів реакції. КС стала при даній температурі.
Для реакцій, що відбуваються у газовій фазі, замість молярних концентрацій компонентів іноді використовують парціальний тиск
КР = .
Парціальний тиск кожного компонента суміші розраховується за формулою Рі = РХі, де Р − загальний тиск суміші газів, Хі − мольна частка і-го газу; Хі = nі/∑nі, де nі − кількість молів кожного газу; ∑nі − загальна кількість молів у системі. Між КС і КР існує співвідношення
КР = КС[RT]∆n,
де ∆n − зміна кількості молів у хімічному процесі; якщо ∆n = 0, то КР = КС. Константа рівноваги хімічної реакції пов’язана зі стандартною зміною енергії
Гіббса рівнянням DG0 = −2,3 RTlgKР.
При зміні умов перебігу реакції (температури, тиску, концентрації) швидкості прямого й зворотного процесів змінюються неоднаково і хімічна рівновага порушується. Реакція відбувається в одному з можливих напрямків до встановлення нового стану хімічної рівноваги. Процес переходу з одного стану хімічної рівноваги до іншого називається зміщенням хімічної рівноваги. Напрямок цього зміщення підлягає принципу Ле Шательє: якщо на систему, що знаходиться у стані хімічної рівноваги, відбувається який-небудь вплив, то рівновага зміщується в такому напрямку, щоб цей вплив послабити. Так, підвищення температури призводить до зміщення рівноваги в бік ендотермічної реакції (з поглинанням теплоти); підвищення тиску зміщує рівновагу в бік зменшення загальної кількості молів газоподібних речовин; видалення із системи одного з продуктів реакції підсилює пряму реакцію; зменшення концентрації однієї з реагуючих речовин зміщує рівновагу в напрямку зворотної реакції.
Приклад. У процесі синтезу амоніаку N2 + 3H2 ↔ 2NH3 рівновага встановилась при наступних концентраціях (моль/л) реагуючих речовин:
СNН3= 3,6; CN2= 2,5; CH2= 1,8. Розрахувати константу рівноваги цієї реакції і вихідні концентрації азоту та водню.
Розв’язання
1. Константа рівноваги КС − ?
= 0,89.
2. CN2вих − ? CH2вих − ?
Вихідні концентрації азоту та водню визначаємо, виходячи з рівняння реакції. На утворення двох молів NH3 необхідний один моль H2, а на утворення 3,6 моля NH3 необхідно 3,6/2 = 1,8 моля H2.
Враховуючи рівноважну концентрацію азоту, знаходимо його вихідну концентрацію CN2вих = 2,5 + 1,8 = 4,3 моль/л.
На утворення двох молів NH3 необхідно три молі H2, а на утворення 3,6 моля NH3 необхідно 3∙3,6/2 = 5,4 моля H2. CH2вих = 1,8 + 5,4 = 7,2 моль/л.
Відповідь: KC = 0,89; CH2вих = 7,2 моль/л; CN2вих = 4,3 моль/л.
Задачі
300. Реакція CO + Cl2 ↔ COCl2відбувається в об’ємі 10 л. Склад рівноважної суміші: 14 гСО;35,5г CO;49,5гCOCl2. Розрахувати константу рівноваги реакції.
301. Карбон (IV) оксид та хлор містяться в закритій посудині при сталій температурі. Їх вихідні концентрації дорівнюють 1 моль/л, тиск у посудині 101325 Па. У результаті реакції CO + Cl2 ↔ COCl2 на момент рівноваги залишилось 50 % СО. Який тиск у посудині при рівновазі? Розрахувати константу рівноваги реакції.
302. Як необхідно змінити концентрацію, тиск та температуру гомогенної системи PCl5 ↔ PCl3 + Cl2; DН0реак = 129,7 кДж, щоб змістити рівновагу в бік розкладання PCl5? Розрахувати DG0реак та константу рівноваги реакції, якщо S0(РСl5) = 362,7 Дж/(моль·К); S0(РСl3) = 311,7 Дж/(моль·К);
S0(РСl2) = 222,9 Дж/(моль·К).
303. Визначити константу рівноваги оборотної реакції A + 2B ↔ C, якщо рівноважні концентрації складають: [А] = 0,3 моль/л; [В] = 1,1 моль/л;
[С] = 2,1 моль/л. Розрахувати DG0 реакції.
304. Визначити константу рівноваги реакції A + 2B ↔ C, якщо рівноважні концентрації складають: [А] = 0,12 моль/л; [В] = 0,24 моль/л;
[С] = 0,255 моль/л. Розрахувати DG0 реакції.
305. При деякій температурі рівновага в системі 2NO2(г.) ↔ 2NO(г.) + O2(г.) установилася при таких концентраціях: [NO2] = 0,06 моль/л; [NO] = 0,24 моль/л; [O2] = 0,12 моль/л. Знайти вихідну концентрацію NO2 та КС. Які фактори сприяють зміщенню рівноваги в бік утворення NO2?
306. PCl5 дисоціює при нагріванні за рівнянням PCl5 ↔ PCl3 + Cl2. Визначити константу рівноваги цієї реакції, якщо з трьох молів PCl5, що містяться в посудині об’ємом 10 л, розкладаються 2,5 моля.
307. Сульфур (VI) оксид утворюється за рівнянням
SO2(г.) + 0,5O2(г.) ↔ SO3(г.); DН0реак = −96,2 кДж/моль. Зміна яких парамет-рів буде сприяти зміщенню рівноваги в бік утворення SO3? Розрахувати DG0 реакції та константу її рівноваги, якщо S0(О2) = 248,1 Дж/(моль·К); S0(SO2) = 205,0 Дж/(моль·К); S0(SO3) = 256,7 Дж/(моль·К).
308. Константа рівноваги системи 2N2 + O2 ↔ 2N2O дорівнює 1,21. Рівно- важні концентрації [N2] = 0,72 моль/л та [N2O] = 0,84 моль/л. Знайти вихідну та рівноважну концентрації кисню. Розрахувати DG0 реакції.
309. У реакції Н2 + І2 ↔ 2НІ вихідні концентрації Н2 та І2 дорівнюють 1 моль/л. Визначити рівноважні концентрації речовин, якщо константа рівноваги дорівнює 49. Розрахувати DG0 реакції.
310. Константа рівноваги реакції A + B ↔ C + D дорівнює одиниці. Рівноважні концентрації складають: [А] = 2 моль/л; [В] = 8 моль/л. Визначити рівноважні концентрації С і D, якщо їх вихідні концентрації дорівнюють нулю. Знайти DG0 реакції.
311. Визначити вихідні концентрації хлору та карбон (ІІ) оксиду, а також константу рівноваги реакції СО + Сl2 ↔ COCl2 при наступних рівноважних концентраціях: [Cl2] = 0,3 моль/л; [COCl2] = 1,5 моль/л; [СO] = 0,2 моль/л. Розрахувати DG0 реакції.
312. Визначити рівноважні концентрації речовин у реакції
CO(г.) + H2O(г.) ↔ CO2(г.) + H2(г.), якщо вихідна суміш містила 2 молі СО та 3 молі Н2О в 1 л газової суміші. Константа рівноваги К = 1 (при Т = 1123 К).
313. Речовини А і В у кількості 3 і 4 молів відповідно, що знаходяться в посудині об’ємом 2 л, реагують за рівнянням 5А + 3В → А5В3. Прореагувало 1,6 моля речовини А. Визначити кількість речовини В та одержаного продукту. Розрахувати константу рівноваги.
У посудині об’ємом 0,2 л помістили 0,3 г Н2О та 0,8 г йоду. Після встановлення рівноваги в посудині одержано 0,7 г HI. Визначити константу рівноваги реакції.
315. Вихідні концентрації Н2 та І2 відповідно дорівнюють 0,6 та
1,6 моль/л. Після встановлення рівноваги концентрація НІ склала 0,7 моль/л. Визначити рівноважні концентрації Н2 та І2 і константу рівноваги.
316. При вивченні рівноваги реакції Н2 + І2 ↔ 2НІ з’ясовано, що при ви- хідних концентраціях Н2 та І2 відповідно по 1 моль/л рівноважна концентрація НІ дорівнює 1,56 моль/л. Визначити рівноважну концентрацію НІ, якщо вихідні концентрації Н2 та І2 склали по 2 моль/л (Т = const).
317. При певній температурі відомі значення констант рівноваги гомогенних реакцій: 2СО2 ↔ 2СО + О2, КС1= 0,25; 2SО2 + О2 ↔ 2SО3, КС2= 0,74. Розрахувати константу рівноваги процесу SО2 + СО2 ↔ SО3 + СО.
318. При Т = constвизначені константи рівноваги гомогенних реакцій:
2H2O ↔ 2H2 + О2, КС1= 0,84; H2 + Cl2 ↔ 2HCl, КС2 = 24,3. Розрахувати константу рівноваги процесу 2H2O + 2Сl2 ↔ 4HCl + О2.
319. При Т = const відомі константи рівноваги реакцій:
Fe(г.) + CO2(г.) ↔ FeO(г.) + СO(г.), КС1 = 215;
Fe(г.) + H2O(г.) ↔ FeO(г.) + H2(г.), КС2 = 163. Розрахувати константу рівноваги процесу H2(г.) + CO2(г.) ↔ CO(г.) + H2O(г.).
320. Розрахувати константу рівноваги реакції 3A(г.) + 4B(г.) ↔ C(г.) + 2D(г.), якщо відомі (Т = const) рівноважні концентрації: [А] = 0,05 моль/л; [В] = 0,21 моль/л; [С] = 0,94 моль/л; [D] = 0,77 моль/л. Визначити вихідні концентрації речовин А та В.
321. Для реакції (Т = const) 2NF3(г.) + 3H2(г.) ↔ 6НF(г.) + N2(г.) визначити рівноважну концентрацію гідроген флуориду та вихідні концентрації реагентів, якщо [NF3] = 0,86 моль/л; [H2] = 0,43 моль/л; [N2] = 1,24 моль/л.
322. Для реакції (Т = const) 4NH3(г.) + 3O2(г.) ↔ 2N2(г.) + 6H2O(г.) визначити рівноважну концентрацію азоту та вихідні концентрації реагентів, якщо [NН3] = 0,37 моль/л; [О2] = 1,74 моль/л; [Н2О] = 3,78 моль/л.
323. Константа рівноваги реакції (Т = const) 2NО(г.) + O2(г.) ↔ 2NО2(г.)
дорівнює 2,5. Рівноважні концентрації складають [NО2] = 0,05 моль/л;
[NО] = 0,04 моль/л. Визначити вихідні концентрації NО та О2.
324. Розрахувати рівноважні концентрації газоподібних речовин для реакції
NіО(г.) + CO(г.) → Ni(г.) + CO2(г.), якщо КС = 16 та СCO вих = 2 моль/л.
325. Визначити КС для реакції 2N2(г.) + 3H2(г.) ↔ 2NH3(г.), якщо
DG0 (NH3) = −16,64 кДж/моль.
326. Константа рівноваги КР реакції 2СО2(г.) ↔ 2СО(г.) + О2(г.) при 1000 К дорівнює 3,7·10−16. Визначити КС і DG0 реакції.
327. Константа рівноваги КР реакції NH4Сl(кр.) ↔ NH3(г.) + HСl(г.) при 25 °С дорівнює 1,01·10−11 Па, DН0реак = 177,1 кДж/моль. Визначити термодинамічні характеристики процесу (DG0298 і DS0298).
328. Реакція синтезу амоніаку N2(г.) + 3H2(г.) ↔ 2NH3(г.) відбувається при температурі 723 К. Константа рівноваги при цій температурі дорівнює
КР = 5,34·10−8. Визначити парціальний тиск амоніаку, якщо парціальні тиски азоту та водню відповідно дорівнюють 65717 і 20380 Па. Знайти КС реакції.
329. Розрахувати КС і КР реакції PCl5(г.) ↔ PCl3(г.) + Cl2(г.) при Т = 500 К, якщо на момент рівноваги продисоціювало 54 % PCl5, а вихідна концентрація PCl5 дорівнювала 1 моль/л.
330. При 873 К константа рівноваги КС реакції СО(г.) + Сl2(г.) ↔ COCl2(г.)
дорівнює 12,12. Визначити КР і DG0 реакції.
331. Визначити, чи буде при 525 К відбуватися реакція
4HCl(г.) + O2(г.) « 2H2O(г.) + 2Cl2(г.), якщо КР = 4,84·10−3, а парціальні тиски реагуючих речовин такі: РНСl = PO2= 105 Па; РН2О= PCl2= 104 Па.
332. Константа рівноваги реакції 2НІ(г.) ↔ Н2(г.) + І2(г.) при 360 °С дорівнює КС = 1,01; DН0утв(НІ) = 25,94 кДж/моль. Визначити термодинамічні характеристики процесу (DG0реак і DS0реак).
333. Визначити КР реакції 2NО(г.) + Сl2(г.) ↔ 2NOCl(г.) при 298 К за наведеними значеннями:
| Речовина | NO | Cl2 | NOCl |
| DН0, кДж/моль | 90,37 | 53,55 | |
| S0, Дж/(моль·К) | 210,62 | 223,0 | 263,6 |
334. Визначити, чи може при 900 К відбуватися реакція
2SО2(г.) + О2(г.) ↔ 2SО3(г.), якщо КР = 2,043·10−2 Па, а парціальні тиски реагуючих речовин такі: PSO3= 1,5·10−4 Па; РSO2= 3·10−4 Па; PO2= 10−4 Па.
335. Визначити константу рівноваги реакції
CO(г.) + H2O(г.) ↔ CO2(г.) + H2(г.) при стандартній температурі та при 1000 К. За яких умов збільшується вихід водню?
336. Користуючись принципом Ле Шательє, визначити, чи збільшиться вихід продуктів при одночасному підвищенні температури та зменшенні тиску для реакцій: а) C(г.) + H2O(г.) ↔ CO(г.) + H2(г.), DН0 > 0;
б) CO(г.) + 2H2(г.) ↔ CН3OН(г.) + H2(г.), DН0 < 0;
в) 2CO(г.) + О2(г.) ↔ 2CO2(г.), DН0 < 0.
337. Користуючись принципом Ле Шательє, визначити, у якому напрямку зміститься рівновага в наступних системах при підвищенні тиску (Т = const):
2Fe(г.) + 3H2O(г.) ↔ Fe2O3(г.) + 3H2(г.); CO2(г.) + N2(г.) ↔ C(г.) + 2N2O(г.);
C3H8(г.) + 5O2(г.) ↔ 3CO2(г.) + 4H2O(г.). Відповідь пояснити. Записати вираз для константи рівноваги в кожному випадку.
338. Користуючись принципом Ле Шательє, визначити, чи збільшиться вихід продуктів, якщо зменшити температуру та тиск у системах:
C(г.) + О2(г.) ↔ 2CO2(г.) + H2(г.), DН0< 0; I2(г.) + 2H2(г.) ↔ 2HI(г.), DН0 > 0; 2О3(г.) ↔ 3O2(г.), DН0 < 0. Відповідь пояснити. Записати вираз для константи рівноваги в кожному випадку.
339. Передбачити оптимальну зміну термодинамічних параметрів Т і Р для збільшення виходу продуктів у системах: Br2(г.) + H2(г.) ↔ 2HBr(г.), DН0 < 0; PCl5(г.) ↔ PCl3(г.) + Cl2(г.), DН0 > 0; N2(г.) + 3H2(г.) ↔ 2NH3(г.), DН0 < 0.
340. Розрахувати рівноважні концентрації газоподібних речовин для реакції
LiH(г.) + H2O(г.) ↔ LiOH(рід.) + H2(г.); КС = 2,21 при Т = const, якщо вихідна концентрація H2O дорівнювала 0,75 моль/л.
341. При сталій температурі відбувається реакція 2NO2(г.) ↔ N2O4(г.),
КС = 0,32. Розрахувати рівноважні концентрації всіх речовин, якщо вихідна кількість NO2 складала 1,15 моля, об’єм реактора дорівнює 5,75 л.
342. Визначити константу рівноваги реакції
4HCl(г.) + O2(г.) « 2H2O(г.) + 2Cl2(г.), якщо вихідні кількості реагентів були
2,4 моля НСl та 1,2 моля О2, а в момент рівноваги при Т = соnst залишилось
0,8 моля НСl, який не прореагував. Об’єм реактора 4 л.
343. Розрахувати константу рівноваги реакції N2(г.) + 3H2(г.) ↔ 2NH3(г.), якщо при деякій температурі у реактор об’ємом 10 л введено 0,05 моля N2 та
0,52 моля Н2, а на момент рівноваги утворилось 0,04 моля амоніаку.