IV. 3. Химическое равновесие в гомо- и гетерогенных

Реакциях

Контрольные задачи

1.При определенных условиях реакция хлороводорода с кислородом обратима: 4НС1_(г) + О_{2 (г)} « 2С1_{2 (г)} + 2Н₂О; DН° (298) = −116,4 кДж. Выразить константу равновесия (К_с) для этой реакции через концентрации веществ согласно закону действия масс. Определить, как сместится равновесие при: а) увеличении температуры; б) повышении давления?

2.Концентрации веществ в системе: Н_{2 (г)} + I_{2 (п)} « 2НI_(г), в момент равновесия составили (моль/л): [Н₂] = 0,3; [I₂] = 0,4; [НI] = 0,2. Рассчитать константу равновесия (К_с) и исходные концентрации водорода и иода.

3. Реакция протекает по уравнению: 2SО_{2 (г)} + О_{2 (г)} « 2SО_{3 (ж)}, DН° (298) = −284,2 кДж. Как повлияет на смещение равновесия увеличение температуры? Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении давления в системе в 3 раза? В какую сторону сместится при этом равновесие? Выразить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции.

4.Как повлияет увеличение давления на смещение равновесия в системах: а) SО_{2 (г)} + С1_{2 (г )} « SО₂С1_{2 (г)}; б) 3Fе₂О_{3 (к)} + СО_(г) « 2Fе₃О_4(к) + СО_2(г)? Выразить константы равновесия (К_с) для этих обратимых реакций.

5.Как следует изменить температуру и давление (увеличить или уменьшить), чтобы равновесие в реакциях сместить вправо: а) СаСО_{3 (т)} « « СаО_(т) + СО_{2 (г)}; DН^о (298) = 178 кДж; б) N_2(г) + 3Н_2(г) = 2NН_3(г); DН^о (298) = = −92,4 кДж? Выразить константы равновесия (К_с) для этих обратимых реакций.

6.Как повлияет уменьшение давления на смещение равновесия в химических реакциях: а) N₂О_{4 (ж)} « 2NО_{2 (г)}; б) 2NО_(г) + О_{2 (г)} « 2NО_{2 (г)};

в) 3Fе₂О_{3 (к)} + СО_(г) « 2Fе₃О_4(к) + СО_{2 (г)}. Выразить константы равновесия (К_с) для этих обратимых реакций.

7. Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций в системе: Fе₂О_3(к) + 3Н_2(г) « 2Fе_(к) + ЗН₂О_(п), если увеличить давление в 3 раза? Произойдет ли при этом смещение равновесия? Выразить константу равновесия (К_с) для приведенной реакции.

8.Вычислить равновесные концентрации водорода [Н₂] и иода [I₂] в реакции: Н_{2 (г)} + I_{2 (п)} « 2НI_(г), если их исходные концентрации составляли: с (Н₂) = с (I₂) = 0,03 моль/л, а равновесная концентрация [НI] = 0,04 моль/л. Вычислить константу равновесия (К_с) данной реакции.

9.В реакции: Н_{2 (г)} + I_{2 (п)} « 2НI_(г) исходные концентрации водорода и иода составляли: с (Н₂) = с (I₂) = 1 моль/л. Вычислить равновесные концентрации веществ и константу равновесия реакции (К_с), если к моменту равновесия прореагировало по 50% исходных веществ.

10. Процесс взаимодействия аммиака с водой обратим: NH_3(г) + Н₂О_(ж) « « NH₄ОH _(ж). Выразить константу равновесия (К_с) этой реакции. Определить, как повлияет на смещение равновесия в этой системе понижение давления?

11.При растворении хлора в воде образуются кислоты: соляная и хлорноватистая. Процесс обратим: Сl_2(г) + Н₂О_(ж) « НС1_(р) + НС1О_(р). Выразить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции. Определить, как повлияет на смещение равновесия в этой системе повышение давления?

12. Равновесие реакции: 2NO_2(г) « 2NО_(г) + О_2(г) установилось при концентрациях (моль/л): [NО₂] = 0,02; [NО] = 0,08; [O₂] = 0,16. Вычислить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции и исходную концентрацию с (NО₂). Как повлияет на смещение равновесия реакции уменьшение давления?

13.Обратимая реакция протекает по уравнению: СО_(г) + Сl_{2 (г)} « СОСl_2(г). Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении давления в системе в 5 раз? В сторону какой реакции сместится при этом равновесие? Выразить константу равновесия (К_с) этой реакции.

14.При нагревании хлорида аммония происходит его возгонка в результате обратимого разложения соли: NH₄Сl_(г) « NH_3(г) + НСl_(г). Как повлияет на смещение равновесия в этой системе: а) увеличение давления; б) уменьшение концентрации NН₃? Выразить константу равновесия (К_с) данной реакции.

15. В системе: СО_(г) + Сl_2(г) « СОСl_2(г) равновесие установилось при концентрациях (моль/л): [Сl₂] = 0,3; [СО] = 0,2; [СОСl₂] = 1,2. Рассчитать константу равновесия (К_с) системы и исходные концентрации хлора и оксида углерода (II). Как повлияет на смещение равновесия реакции увеличение давления?

16. Реакция протекает по уравнению: С_(т) + 2Н_2(г) « СН_4(г). Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении давления в системе в 4 раза? В сторону какой реакции при этом сместится равновесие? Выразить константу равновесия (К_с) этой реакции.

17. Исходные концентрации оксида углерода (II) и паров воды равны: с (Н₂О) = с (СО) = 0,03 моль/л. Вычислить равновесные концентрации веществ в системе СО_(г) + Н₂О_(п) « СО_{2 (г)} + Н_{2 (г)}, если равновесная концентрация [СО₂] = 0,01 моль/л. Определить константу равновесия (К_с) этой реакции.

18.При некоторой температуре равновесие в системе: 2SО_2(г) + О_2(г) « « 2SO_3(г) наступило при концентрациях (моль/л): [SО₂] = 0,04; [О₂] =0,01; [SО_з] = 0,02. Вычислить константу равновесия (К_с) и исходные концентрации оксида серы (IV) и кислорода. Как повлияет на смещение равновесия реакции увеличение давления?

19. Иcходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе: 2NO_(г) + Cl_{2 (г)} « 2NOCl_(г) составляли (моль/л): с (NO) = 0,5; с (Cl₂) = 0,2. Вычислить константу равновесия (К_с), если к моменту его наступления прореагировало 20% оксида азота (II). Как повлияет увеличение давления на смещение равновесия в системе?

20.Реакция: CO_(г) + Cl_2(г) « COCl_2(г) протекает в объёме 10 л. Состав равновесной смеси: 14 г СО; 35,5 г Cl₂ и 49,5 г СОСl₂ .Вычислить константу равновесия реакции (К_с). Как повлияет увеличение давления на смещение равновесия в системе?

21.Оксид азота (III) является неустойчивым соединением и разлагается с образованием оксидов азота (II) и (IV): N₂О_3(г) « NО_(г) + NO_2(г); DН^о < 0. Выразить константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции. Определить, как повлияет: а) увеличение давления в 2 раза; б) уменьшение температуры на смещение равновесия в этой системе?

22. При образовании азотной кислоты: 4 NO_2(г) + O_2(г) + 2 H₂O_(ж) «

« 4HNO_{3 (р)}; DН° (298) = −255 кДж, в системе устанавливается равновесие. Как повлияет на смещение равновесия в системе: а) понижение давления; б) повышение температуры; в) увеличение концентрации кислорода?

23. Реакция образования аммиака из водорода и азота обратима: N_2(г) + + 3H_2(г) « 2NH_3(г). В момент равновесия концентрации веществ составили (моль/л): [N₂] = 3; [Н₂] = 1; [NН₃] = 2. Вычислить константу равновесия (К_с) и исходные концентрации азота и водорода. Как повлияет увеличение давления в системе на смещение равновесия?

24.Как изменить температуру и давление в следующих обратимых реакциях, чтобы сместить равновесие в сторону образования продуктов:

1) 2NO_(г) + O_2(г) « 2NO_2(г); DН° (298) = −112,9 кДж;

2) РСl_5(г) « PCl_3(г) + Cl_2(г); DН° (298) = +183,9 кДж;

3) 2SO_2(г) + O_2(г) « 2SO_3(г); DН° (298) = −196,3 кДж;

4) СО_2(г) + С_(т) « 2СО_(г); DН° (298) = +160,1 кДж? Выразить константы равновесия (К_с) приведенных реакций.

25.Реакция получения ацетилена из метана (пиролиз) обратима: 2СН_{4 (г)} « С₂Н_{2 (г)} + 3Н_{2 (г)}; DG° (298) = 108,2 кДж. Выразить и рассчитать константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции, пользуясь термодинамической величиной DG°. Определить, как повлияет уменьшение давления на смещение равновесия в этой системе?

26. Выразить и рассчитать константу равновесия (К_с) обратимого процесса: Fе₂О_3(т) + 3СО_(г) « 2Fе_(т) + 3СО_2(г), пользуясь DG° (298) = −31,6 кДж. Определить, как повлияет увеличение давления на смещение равновесия в этой системе?

27.Процесс образования оксида серы (VI) обратим: 2SO_{2 (г)} + O_{2 (г)} « « 2SO_{3 (г)}; DН° (298) = −196,3 кДж. Выразить и рассчитать константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции, пользуясь DG° (298) = −142,0 кДж. Определить, как повлияет: а) увеличение давления; б) уменьшение температуры на смещение равновесия в этой системе?

28.Процесс восстановления железа водородом обратим: FеО _(к) + + Н_{2 (г)} « Fе _(к) + Н₂О _(п); DG° (298) = 15,7 кДж. Выразить и рассчитать константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции, пользуясь термодинамической величиной DG°. Определить, как повлияет уменьшение давления на смещение равновесия в этой системе?

29.Процесс образования оксида азота (IV) обратим: 2NO_(г) + O_{2 (г)} « « 2NO_{2 (г)}; DН° (298) = −112,9 кДж. Выразить и рассчитать константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции, пользуясь DG° (298) = −70,2 кДж. Определить, как повлияет: а) уменьшение давления; б) увеличение температуры на смещение равновесия в этой системе?

30.Реакция образования аммиака из водорода и азота обратима: N_{2 (г)} + + 3H_{2 (г)} « 2NH_{3 (г)}; DН° (298) = −92,4 кДж. Выразить и рассчитать константу равновесия (К_с) этой обратимой реакции, пользуясь DG° (298) = −32,4 кДж. Определить, как повлияет: а) увеличение давления; б) уменьшение температуры на смещение равновесия в этой системе?

V. Растворы