Скорость химических реакций.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры.

5.1. Напишите выражение закона действия масс для реакций:

01 – 2A(Г) + B(Ж) = A2B(Г) 03 – H2(Г) + J2(Г) = 2HJ(Г) 05 – O2(Г) + 2CO(Г) = 2CO2(Г) 07 – 2NO(Г) + O2(Г) = 2NO2(Г) 09 – 2F2(Г) + O2(Г) = 2OF2(Г) 11 – 3H2(Г) + N2(Г) = 2NH3(Г) 13 – 2HBr(Г) = H2(Г) + Br2(Г) 15 – CO(Г) + Cl2(Г) = COCl2(Г) 17 – C2H4(Г) + H2(Г) = C2H6(Г) 19 – 2Cl(Г) = Cl2(Г) 21 - 2SO2(Г) + O2(Г) = 2SO3(Г) 23 – 2N2(Г) + O2(Г) = 2N2O(Г) 25–CO(Г)+H2O(Г) = CO2(Г)+ H2(Г) 27 – 2HJ(Г) = H2(Г) + J2(Г) 29 – 2SO3(Г) = 2SO2(Г) + O2(Г)

02 – CaO(ТВ) + CO2(Г) = CaCO3(ТВ) 04 – 3Fe(ТВ) + 4H2O(Г) = F3O4(ТВ) + 4H2(Г) 06 – H2(Г) + S(ТВ) = H2S(Г) 08 – CO2(Г) + C(ТВ) = 2CO(Г) 10 – Fe3O4(ТВ) + H2(Г) = 3FeO(ТВ) + H2O(Г) 12 – C(ТВ) + O2(Г) = CO2(Г) 14 – 2Al(ТВ) + 3Cl2(Г) = 2AlCl3(ТВ) 16 – 2S(ТВ) + 3O2(Г) = 2SO3(Г) 18 – Fe3O4(ТВ) + 4CO(Г) = 3Fe(ТВ) + 4CO2(Г) 20 – 4Al(ТВ) + 3O2(Г) = 2Al2O3(ТВ) 22 – A(ТВ) + 2B(Ж) = AB2(Ж) 24 – 2NO(Г) + Cl2(Г) = 2NOCl(Г) 26 – C(ТВ) + H2O(Г) = CO(Г) + H2(Г) 28 – C2H4(Г) + 3O2(Г) = 2CO2(Г) + 2H2O(Г) 30 – A(Г) + 3B(Г) = AB3(Г)

5.2.

а) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрацию первого реагирующего вещества увеличить в три раза:

01 – 2A2(Г) + B2(Г) = 2A2B(Г) 03 – C2H2(Г) + H2(Г) = C2H4(Г)

02 – 2NO(Г) + Cl2(Г) = 2NOCl(Г) 04 – 4HCl(Г) + O2(Г) = 2Cl2(Г) + 2H2O(Г)

б) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрацию второго реагирующего вещества увеличить в три раза:

05 – A2(Г) + 3B(Г) = AB3(Г) 07 – CO(Г) + Cl2(Г) = СOCl2(Г)

06 – O2(Г) + 2F2(Г) = 2OF2(Г) 08 – 2N2(Г) + O2(Г) = 2N2O(Г)

в) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрации реагирующих веществ увеличить в два раза:

09 – 2A(Г) + 3B(Г) = A2B3 11 – 2NO(Г) + O2(Г) = 2N2O(Г) 13 – H2(Г) + J2(Г) = 2HJ(Г)

10 – C2H4(Г) + 3O2(Г) = 2CO2(Г) + 2H2O(Г) 12 – C2H2(Г) + H2(Г) = C2H4(Г) 14 – 2SO2(Г) + O2(Г) = 2SO3(Г)

г) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции при увеличении давления в два раза:

15 – 2NO(Г) + O2(Г) = 2NO2(Г) 17 – N2(Г) + O2(Г) = 2NO(Г) 19 – CO(Г) + Cl2(Г) = COCl2(Г)

16 – 2S(ТВ) + 3O2(Г) = 2SO3(Г) 18 – C(ТВ) + O2(Г) = CO2(Г) 20 – A(ТВ) + 2B(Г) = AB2(Г)

д) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции при уменьшении давления в 4 раза:

21 – H2(Г) + Cl2(Г) = 2HCl(Г) 23 – 2H2(Г) + O2(Г) = 2H2O(Г) 25 – N2O4(Г) = 2NO2(Г) 27 – CO(Г) + Cl2(Г) = COCl2(Г) 29 – 2A(Г) + B(Ж) = A2B(Ж)

22 – 2Al(ТВ) + 3Cl2(Г) = 2AlCl3(ТВ) 24 – 2C(ТВ) + O2(Г) = 2CO(Г) 26 – 3A(Г) + 2B(Ж) = A3B2(Г) 28 – H2(Г) + S(ТВ) = H2S(Г) 30 – 2CO(Г) + O2(Г) = 2CO2(Г)

5.3.

а) В процессе реакции концентрация первого реагирующего вещества уменьшилась на 0,01 моль/л. Как при этом изменится концентрация второго вещества, если реакция идет по уравнению:

01 – СO(Г) + Cl(Г) = COCl2(Г) 03 – 2NO(Г) + O2(Г) = 2NO2(Г) 05 – 3H2(Г) + N2(Г) = 2NH3(Г)

02 – O2(Г) + 2SO2(Г) = 2SO3(Г) 04 – 2CO(Г) + O2(Г) = 2CO2(Г) 06 – 2A(Г) + B(Г) = A2B(Г)

б) В процессе реакции концентрация второго реагирующего вещества уменьшилась на 0,1 моль/л. Как при этом изменилась концентрация первого вещества, если реакция идет по уравнению:

07 – 2NO(Г) + Cl2(Г) = 2NOCl(Г) 09 – O2(Г) + 2NO(Г) = 2NO2(Г) 11 – 2H2(Г) + O2(Г) = 2H2O(Г)

08 – H2(Г) + Cl2(Г) = 2HCl(Г) 10 – C2H2(Г) + H2(Г) = C2H4(Г) 12 – 3A(Г) + B(Г) = A3B(Г)

в) В начальный момент в гомогенной системе концентрация первого реагирующего вещества была 1,5 моль/л, второго – 2,0 моль/л. Чему равны эти концентрации в момент достижения концентрации продукта реакции 0,5 моль/л:

13 – O2(Г) + 2H2(Г) = 2H2O(Г) 15 – 2NO(Г) + Cl2(Г) = 2NOCl(Г) 17 – A(Г) + 3B(Г) = AB3(Г)

14 – 2NO(Г) + O2(Г) = 2NO2(Г) 16 – N2(Г) + O2(Г) = 2NO(Г) 18 – CO(Г) + Cl2(Г) = COCl2(Г)

г) В некоторый момент концентрация первого реагирующего вещества была 0,1 моль/л, второго – 0,06 моль/л, а продукта реакции – 0,02 моль/л. Найдите концентрации всех веществ, в момент, когда концентрация первого вещества уменьшится на 0,02 моль/л для реакции:

19 – H2 (Г) + J2(Г) = 2HJ(Г) 21 – 2F2(Г) + O2(Г) = 2OF2(Г) 23 – CO(Г) + Cl2(Г) = COCl2(Г)

20 – C2H2(Г) + H2(Г) = C2H4(Г) 22 – O2(Г) + 2NO(Г) = 2NO2(Г) 24 – A(Г) + 3B(Г) = AB3(Г)

д) В некоторый момент концентрация первого реагирующего вещества была 0,1 моль/л, второго – 0,2 моль/л, а продукта реакции – 0,05 моль/л. Вычислите концентрации всех веществ после того, как прореагировало 20% первого вещества для реакции:

25 – O2(Г) + 2CO(Г) = 2CO2(Г) 27 – CO(Г) + Br2(Г) = COBr2(Г) 29 – N2(Г) + 3H2(Г) = 2NH3(Г)

26 – 2NO(Г) + Cl2(Г) = 2NOCl(Г) 28 – C2H4(Г) + Cl2(Г) = C2H4Cl2(Г) 30 – 3A(Г) + B(Г) = A3B(Г)

5.4.

а) Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 20 ⁰ С, если:

01 - g = 2,0; 02 - g = 3,2; 03 - g = 2,5

б) На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 16 раз, если:

04 - g = 2,0; 05 - g = 4,0; 06 - g = 3,5.

в) На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции, для которой g = 2,0, возросла в:

07 – 128 раз; 08 – 32 раза; 09 – 4 раза.

г) Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30⁰ скорость реакции возросла в:

10 – 27 раз; 11 – 8 раз; 12 – 64 раза.

д) При 0⁰ С скорость реакции равна 1,0 моль/(л × мин.), g = 2,0. Чему равна скорость этой реакции при:

13 – 50⁰С; 14 – 30⁰С; 15 – 70⁰С.

е) При 100⁰С скорость реакции равна 1,0 моль/ (л × мин), g = 2,0. Во сколько раз медленнее протекает эта реакция при:

16 – 40⁰С; 17 – 80⁰С; 18 – 50⁰С.

ж) При 100⁰С реакция, для которой g = 2,0, заканчивается за 20 сек. Через какое время закончится эта реакция при:

19 – 50⁰С; 20 – 80⁰С; 21 – 120⁰С.

з) При 0⁰С реакция, для которой g = 2,0, заканчивается за 120 сек. При какой температуре закончится эта реакция за:

22 – 15 сек.; 23 – 30 сек.; 24 – 60 сек.

и) Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 50⁰С, если:

25 - g = 2,2; 26 - g = 3,3; 27 - g = 4,1.

к) Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 40⁰С скорость реакции возросла в:

28 – 32 раза; 29 – 81 раз; 30 – 256 раз.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.

Смещение химического равновесия.

6.1.

а) В каком направлении сместится равновесие реакции при уменьшении концентрации первого из исходных веществ:

01 – 2NO(Г) + O2(Г) Û 2NO2(Г) 03 – CO(Г) + Cl2(Г) Û COCl2(Г) 05 – H2(Г) + S(ТВ) Û H2S(Г)

02 – N2(Г) + O2(Г) Û 2NO(Г) 04 – PCl3(Г) + Cl2(Г) Û PCl5(Г) 06 – CO2(Г) + C(ТВ) Û 2CO(Г)

б) В каком направлении сместится равновесие реакции при уменьшении концентрации второго из исходных веществ:

07 – 3H2(Г) + N2(Г) Û 2NH3(Г) 09 – 2SO2(Г) + O2(Г) Û 2SO3(Г) 11 – C2H4(Г) + Br2(Г) Û C2H4Br2(Г)

08 – H2(Г) + Br2(Г) Û 2HBr(Г) 10 – 2F2(Г) + O2(Г) Û 2OF2(Г) 12 – FeO(ТВ) + CO(Г) Û Fe(ТВ) + CO2(Г)

в) В каком направлении сместится равновесие при увеличении концентрации первого из продуктов реакции:

13 – 2NO2(Г) Û 2NO(Г) + O2(Г) 15 – 4H2O(Г) + 3Fe(ТВ) Û 4H2(Г) + Fe3O4(ТВ) 17 – 4HCl(Г) + O2(Г) Û 2Cl2(Г) + 2H2O(Г)

14 – 2 CO2(Г) Û 2CO(Г) + O2(Г) 16 – 2H2O(Г) Û 2H2(Г) + O2(Г) 18 – 2SO3(Г) Û 3O2(ТВ) + 2S(ТВ)

г) В каком направлении сместится равновесие при увеличении концентрации второго из продуктов реакции:

19 – 4HCl(Г) + O2(Г) Û 2H2O(Г) + 2Cl2(Г) 21 – 2HCl(Г) Û H2(Г) + Cl2(Г) 23 – COCl2(Г) Û CO(Г) + Cl2(Г)

20 – NOCl(Г) Û 2NO(Г) + Cl2(Г) 22 – 2NO2(Г) Û N2(Г) + 2O2(Г) 24 – 2H2O2(Ж) Û 2H2O(Ж) + O2(Г)

д) Какое изменение концентрации исходного вещества приведет к смещению равновесия влево:

25 – 2NO2(Г) Û N2O4(Г)

26 – CH4(г) Û C(ТВ) + 2H2(Г)

е) Какое изменение концентрации первого из продуктов реакции приведет к смещению равновесия вправо:

27 – FeO(ТВ) + H2(Г) Û H2O(Г) + Fe(ТВ) 29 – CO(Г) + H2O(Г) Û H2(Г) + CO2(Г)

28 – PCl5(Г) Û PCl3(Г) + Cl2(Г) 30 – 2SO3(Г) Û 2SO2(Г) + O2(Г)

6.2.

а) В каком направлении сместится равновесие реакции при понижении температуры:

01 – 2NO(Г) + O2(Г) Û 2NO2(Г) 02 – 2NH3(Г) Û N2(Г) + 3H2(Г) 03 – 2HCl(Г) Û H2(Г) + Cl2(Г) 04 – CaCO3(ТВ) Û CaO(ТВ) + CO2(Г) 05 – 2SO2(Г) + O2(Г) Û 2SO3(Г) 06 – N2(Г) + O2(Г) Û 2NO(Г) 07 – 2HBr(Г) Û H2(Г) + Br2(Г) 08 – CO(Г) + H2O(Г) Û H2(Г) + CO2(Г)

D Н0 = 113,6кДж; D Н0 = 92,4 кДж; D Н0 = 184,6 кДж; D Н0 = 178,0 кДж; D Н0 = ـ 197,8 кДж; D Н0 = 180,6 кДж; D Н0 = 72,6 кДж; D Н0 = ـ 41,2 кДж

б) В каком направлении сместится равновесие реакции при повышении температуры:

09 – H2(Г) + F2(Г) Û 2HF(Г) 10 – H2(Г) + J2(Г) Û 2HJ(Г) 11 – 2CO(Г) + O2(Г) Û 2CO2(Г) 12 – 2SO3(Г) Û 2SO2(Г) + O2(Г) 13 – 2H2(Г) + O2(Г) Û 2H2O(Г) 14 – C(ТВ) + H2O(Г) Û CO(Г) + H2(Г) 15 – CO2(Г) + C(ТВ) Û 2CO(Г) 16 – 4HCl(Г) + O2(Г) Û 2H2O(Г) + 2Cl2(Г)

D Н0 = ـ 541,4 кДж; D Н0 = 53,2 кДж; D Н0 = ـ 566,0 кДж; D Н0 = 197,8 кДж; D Н0 = ـ 483,6 кДж; D Н0 = 131,3 кДж; D Н0 = 172,5 кДж; D Н0 = ـ 114,4 кДж;

в) В каком направлении сместится равновесие реакции при повышении давления:

17 – A(Г) + 2B(Г) Û AB2(Г) 19 – CO2(Г) + C(Г) Û 2CO(Г)

18 – H2(Г) + S(ТВ) Û H2S(Г) 20 – N2(Г) + O2(Г) Û 2NO(Г)

г) В каком направлении сместится равновесие реакции при понижении давления:

21 – 2HBr(Г) Û H2(Г) + Br2(Г)	22 – 2SO3(Г) Û 2SO2(Г) + O2(Г)
23 – 2H2O(Г) + 2Cl2(Г) Û 2HCl(Г)	24 – C(ТВ) + H2O(Г) Û CO(Г) + H2(Г)
25 – PCl3(Г) + Cl2(Г) Û PCl5(Г)	26 – 2NOCl(Г) Û 2NO(Г) + Cl2(Г)
27 – H2(Г) + Cl2(Г) Û 2HCl(Г)	28 – H2(Г) + S(ТВ) Û H2S(Г)
29 – 2S(ТВ) + 3O2(Г) Û 2SO3(Г)	30 – N2(Г) + 2O2(Г) Û 2NO2(Г)