2.4  РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ “ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ”
(для нехимических специальностей)

1. Во сколько раз изменится скорость прямой реакции  N₂(г)+3Н₂(г)2NH₃(г),  если давление в системе увеличить в 2 раза?

Решение.

Увеличение давления в системе в 2 раза равносильно уменьшению объема системы в 2 раза. При этом концентрации реагирующих веществ возрастут в 2 раза. Согласно закону действия масс, начальная скорость реакции равна v_н=k·[N₂]·[H₂]³. После увеличения давления в 2 раза концентрации азота и водорода увеличатся в 2 раза, и скорость реакции станет равна v_к=k·2[N₂]·2³[H₂]³=k·32[N₂]·[H₂]³. Отношение v_к./v_н показывает, как изменится скорость реакции после изменения давления. Следовательно, v_к/v_н=k·32[N₂]·[H₂]³/(k·[N₂]·[H₂]³)=32. Ответ: скорость реакции увеличится в 32 раза.

2. В реакции  С(т)+2H₂(г)CH₄(г)  концентрацию водорода уменьшили в 3 раза. Как изменится скорость реакции?

Решение.

Согласно закону действия масс, начальная скорость реакции равна v_н=k·[H₂]². После уменьшения концентрации водорода в 3 раза скорость станет равна v_к=k·(1/3)²[H₂]² =1/9k[H₂]². После изменения концентрации водорода скорость изменится следующим образом: v_к/v_н=1/9k[H₂]²/(k[H₂]²)=1/9. Ответ: скорость реакции уменьшится в 9 раз.

3. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 10 до 30^oС (γ=3)?

Решение.

При увеличении температуры с 10 до 30^oС скорость реакции в соответствии с правилом Вант-Гоффа возрастает:

v₂/v₁=γ^(t2-t1)/10, где t₂=30^oC, t₁=10^oC, а v₂ и v₁ – скорости реакции при данных температурах. Получаем v₂/v₁=3^(30–10)/10=3²=9  т.е. скорость реакции увеличится в 9 раз. Ответ: 9.

4. Равновесие реакции 2H₂(г)+O₂(г)2H₂O_(г) ;  ΔH<0 смещается вправо при:

1) повышении температуры; 2) уменьшении давления; 3) увеличении давления?

Решение.

Все вещества в системе – газы. В соответствии с принципом Ле Шателье, повышение давления приводит к смещению равновесия в сторону реакции, приводящей к меньшему количеству молей газов, т.е. в сторону образования Н₂О. Следовательно, повышение давления в системе смещает равновесие реакции вправо. Ответ: при увеличении давления.

5. В какую сторону сместится равновесие реакции 2SO₂(г)+O₂(г)2SO₃(г);  ΔH<0  при повышении температуры?

Решение.

Поскольку ΔH<0, теплота выделяется в ходе прямой реакции, которая является экзотермической. Обратная реакция будет эндотермической. Повышение температуры всегда благоприятствует протеканию реакции с поглощением теплоты, т.е. равновесие сместится в сторону исходных веществ.

Ответ: влево.

6. Определите константу равновесия реакции 
NOCl₂(г)+NO(г)  2NOCl(г),  если при некоторой температуре равновесные концентрации веществ составляют  [NOCl₂]=0,05;  [NO]=0,55;  [NOCl]=0,08 моль/л.

Решение.

Константа равновесия обратимой химической реакции равна отношению произведения равновесных концентраций продуктов к произведению равновесных концентраций исходных веществ. Значение каждой из концентраций должно быть возведено в степень, равную стехиометрическому коэффициенту перед соответствующим веществом в уравнении реакции. Поэтому

К следующему разделу

К оглавлению