химический каталог




Сборник задач и упражнений по химии

Автор Лебедева М.И., Анкудимова И.А.

(4.3.2)

В выражение константы равновесия гетерогенной реакции, как и в выражение закона действия масс, входят только концентрации веществ, находящихся в жидкой или газообразной фазе, так как концентрации твердых веществ остаются, как правило, постоянными.

П р и м е р 58 В системе А(г) + 2В(г) О С(г) равновесные концентрации равны (моль/дм3): [А] = 0,6; [В] = 1,2; [С] = 2,16. Определите константу равновесия реакции и исходные концентрации веществ А и В.

Решение Константа равновесия этой реакции выражается уравнением:

K = [С] / [А] [В]2.

Подставляя в него данные из условия задачи, получаем:

K = 2,16 / 0,6-1,22 = 2,5.

Для нахождения исходных концентраций веществ А и В учтем, что, согласно уравнению реакции, из 1 моля вещества А и 2 молей вещества В образуется 1 моль вещества С. Поскольку по условию задачи в каждом дм3 системы образовалось 2,16 моля вещества С, то при этом было израсходовано 2,16 моля вещества А и 2,16-2 = 4,32 моля вещества В. Таким образом, искомые исходные концентрации равны:

[А]исх = 0,6 + 2,16 = 2,76 моль/дм3;

[В]исх = 1,2 + 4,32 = 5,52 моль/дм3.

При изменении условий протекания реакции (температуры, давления, концентрации какого-либо из участвующих в реакции веществ) скорости прямого и обратного процессов изменяются неодинаково, и химическое равновесие нарушается. В результате преимущественного протекания реакции в одном из возможных направлений устанавливается состояние нового химического равновесия, отличающееся от исходного. Процесс перехода от одного равновесного состояния к новому равновесию называется смещением химического равновесия.

Направление этого смещения подчиняется принципу Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать какое-либо воздействие, то равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие будет ослаблено.

Так, повышение температуры приводит к смещению равновесия в направлении реакции, сопровождающейся поглощением теплоты, т.е. охлаждением системы; повышение давления вызывает смещение равновесия в направлении уменьшения общего числа молей газообразных веществ, т.е. в направлении, приводящем к понижению давления; удаление из системы одного из продуктов реакции ведет к смещению равновесия в сторону прямой реакции; уменьшение концентрации одного из исходных веществ приводит к смещению равновесия в направлении обратной реакции.

П р и м е р 59 В каком направлении сместится равновесие в системах: а) С0(г) + С12(г) О С0С12(г); б) Над + Гад О 2Н1(г), если при неизменной температуре увеличить давление путем уменьшения объема газовой смеси?

Решение а) протекание реакции в прямом направлении приводит к уменьшению общего числа молей газов, т.е. к уменьшению давления в системе. Поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, повышение давления вызывает смещение равновесия в сторону прямой реакции.

б) протекание реакции не сопровождается изменением числа молей газов и не проводит, следовательно, к изменению давления. В этом случае изменение давления не вызывает смещения равновесия.

Задачи

352 Реакция идет по уравнению: А + 2В О С; константа ее скорости при определенной температуре равна 0,4, а начальные концентрации составляли (моль/дм3): [А] =0,3 и [В] = 0,5. Вычислите скорость этой реакции при той же температуре в начальный момент и после того, как прореагирует 0,1 моль/дм3 вещества А.

353 Начальные концентрации веществ, участвующих в реакции:

N2W + 3Н2(г) О 2NH3W,

равны (моль/дм3): [N2] = 1,5; [Н2] = 2,5; [NH3] = 0. Каковы концентрации азота и водорода в момент, когда концентрация аммиака стала равной 0,5 моль/дм3?

354 В начальный момент протекания реакции:

С0(г) + Н20(г) О С02(г) + Н2(г)

концентрации были равны (моль/дм3): [С0] = 0,30; [Н 20] = 0,40; [С02] = = 0,40; [Н2] = 0,05. Вычислите концентрации всех веществ в момент, когда прореагирует 50 % воды.

355 Пентахлорид фосфора диссоциирует при нагревании по уравне-

нию:

РС15(г) О РС13(г) + С12(г).

Вычислите константу равновесия этой реакции, если из 3 молей РС15, находящихся в закрытом сосуде емкостью 10 дм3, подвергается разложению 2,5 моля.

356 Чему равна константа равновесия реакции:

4НС1(г) + 02(г) О 2Н20(г) + 2С12(г),

если равновесные концентрации (моль/дм3) равны: [С12] = 0,04; [Н20] = =

0,20; [НС1] = 0,08; [02] = 0,10?

357 Найдите константу равновесия для реакции:

А(г) + В(г) О С(г) +

если исходные концентрации веществ А и В были равны по 0,8 моль/дм3, а равновесная концентрация вещества С равна 0,6 моль/дм3.

358 Рассчитайте константу равновесия реакции при 500 К:

РС15(г) О РС13(г) + С12(г),

если к моменту равновесия продиссоциировало 54 % РС15, а исходная концентрация РС15 была равна 1 моль/дм3.

359 Вычислите константу равновесия реакции:

2НВГ(г) О Н2(г) + Вг2(г),

если первоначальная масса бромистого водорода была равна 0,809 г, а к моменту равновесия прореагировало 5 % исходного вещества.

360 При некоторой температуре состав равновесной смеси в объеме

10 дм3 был следующий: 11,2 г С0, 14,2 г С12, 19,8 г С0С12. Вычислите кон-

станту равновесия реакции: С0 + С12 О С0С12 при данных условиях.

361 Чему равна константа равновесия реакции:

2S02W + 02(г) О 2S03W, если равновесные концентрации равны (моль/дм3): [S02] = 0,20; [02] = 0,40;

[S03] = 0,08?

362 Константа равновесия реакции:

Fe0(4)) + С0(г) О Fe^) + C02W

при некоторой температуре равна 0,5. Найдите равновесные концентрации С0 и СО2, если начальные концентрации этих веществ составляли

(моль/дм3): [С0] = 0,05; [С02] = 0,01.

363 Равновесие в системе: Над + 1ад О 2Н1(г) установилось при сле-

дующих концентрациях (моль/дм3): [Н2] = 0,25; [I2] = 0,05; [HI] = = 0,90.

Определите исходные концентрации иода и водорода.

364 При некоторой температуре константа равновесия реакции:

2№(г) + 02(г) О 2Ж>2(г)

равна 2,2. Равновесные концентрации N0 и 02 соответственно равны 0,02 моль/дм3 и 0,03 моль/дм3. Вычислите исходные концентрации N0 и

02.

365 Исходные концентрации оксида углерода(П) и паров воды соответственно равны 0,08 моль/дм3. Вычислите равновесные концентрации С0, Н20 и Н2 в системе: С0 + Н20 О С02 + Н2, если равновесная концентрация С02 равна 0,05 моль/дм3.

366 Константа равновесия реакции: + 3Над О 2№Над равна 0,1. Равновесные концентрации (моль/дм3) водорода и аммиака равны 0,6 и 0,2 соответственно. Вычислите начальную и равновесную концентрации азота.

367 В каком направлении сместится равновесие реакции:

2С0(г) + 2Н2(г) О СН4(г) + С02(г),

если давление в системе уменьшить в два раза?

368 В каком направлении сместится равновесие реакции:

СН4(г) + Н20(г) О С0(г) + 3Н2(г)

при увеличении объема системы в три раза?

369 Для реакции N2 + 3Н2 О 2NH3 равновесные концентрации (моль/дм3) были: [N2] = 0,3; [Н2] = 0,9; [NH3] = 0,4. Вычислите константу равновесия реакции. Как изменится скорость прямой реакции, если увеличить давление в 5 раз? В каком направлении сместится равновесие при этом?

370 Как повлияет понижение температуры и давления на равновесие следующих гомогенных реакций:

а) 302 О 203, ЛИ0 = +184,6 кДж;

б) 2С0 + 02 О 2С02, ЛИ0 = -566,0 кДж;

в) N2 + 3Н2 О 2NH3, ЛИ0 = -92,4 кДж;

г) 2S02 + 02 О 2S03, ЛИ0 = -196,6 кДж;

д) 4НС1 + 02 О 2Н20 + 2С12, ЛИ0 = -114,5 кДж?

371 В системе: СаС03(кр) О Са0(кр) + С02(г); ЛИ0 = +179 кДж установилось равновесие. В какую сторону оно сместится при повышении температуры?

372 В системе: 3Fe203(кp) + Над О 2Fе304(кp) + Н20(г) установилось равновесие. В какую сторону оно сместится при повышении давления?

373 Как, изменяя давление можно повысить выход продуктов следующих реакций:

а) 2№(г)+0ад О 2№ад; б) №ад О 2N02W;

в) 2S02 (г) + 02 (г) О 2S03 ( г); г) РС15 (г) О РС13 (г) + С12 (г);

д) С02(г) + С(графит) О С0(г)?

374 Действием, каких факторов можно сместить равновесие указан-

ных реакций вправо:

а) С(графит) + Н20(г) О С0(г) + Над - 129,89 кДж;

б) N204 О 2N02 - 54,47 кДж;

в) 2S02 + 02 О 2S03 + 192,74 кДж?

375 Рассчитайте равновесные концентрации веществ, участвующих в

реакции: СО + Н2О О СО2 + Н2, если исходные концентрации веществ

равны (моль/дм3): [СО] = 0,1; [Н2О] = 0,4; а константа равновесия при этом

равна единице.

5 РАСТВОРЫ

5.1 СОСТАВ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ

П р и м е р 60 Вычислите: а) массовую долю растворенного вещества (со, %); б) нормальность (н); в) молярность (с); г) моляльность (ст); д) титр (Т) раствора Н3Р04, полученного при растворении 18 г Н3Р04 в 282 см3 воды, если относительная плотность полученного раствора составляет

1,031 г/см3.

Решение Концентрацией раствора называется содержание растворенного вещества в определенной массе или в определенном объеме раствора или растворителя:

а) массовая доля растворенного вещества (со) показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Так как массу 282 см3 воды можно принять равной 282 г, то масса полученного раствора 18 + 282 = 300 г. Из формулы:

т

со = рв-ва 100 % (5.1.1.)

т

со = (18/300) - 100 = 6 %;

б) мольно-объемная концентрация, или молярность (с), показывает

число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 дм3 раствора.

Масса 1 дм3 раствора 1031 г. Масса кислоты в 1 дм3 раствора составит: х = 1031-18/300 = 61,86 г.

Молярность раствора получим делением массы Н3Р04 в 1 дм3 раствора на мольную массу Н3Р04 (97,99 г/моль):

с = 61,86/97,99 = 0,63 моль/дм3;

в) нормальная концентрация, или нормальность (н), показывает число

эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 дм3 раствора. Так

как

Мэ(Н3Р04) = М/3 = 97,99/3 = 32,66 г/моль,

то

н = 61,86/32,66 = 1,89 моль/дм3;

г) моляльность (ст) показывает число молей растворенного вещества,

содержащихся в 1000 г растворителя.

тр.в-ва 1000 (5 . 2)

сТ = М—т— • (5.1.2)

р.в-ва р-рителя

Следовательно:

18 -1000 065 . ,

ст = = 0,65 моль / 1кг воды;

Т 98 - 282

д) титром раствора (Т) называется число граммов растворенного ве-

щества содержащихся в 1 см3 раствора. Так как в 1 дм3 раствора содержит-

ся 61,86 г кислоты, то Т = 61,86/1000 = 0,06186 г/см3.

П р и м е р 61 Из раствора сахара с массовой долей

страница 13
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Скачать книгу "Сборник задач и упражнений по химии" (1.54Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
барвиха недвижимость купить
найк в ярославле каталог
ангельские глазки установка цена
wizardfrost.ru

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.03.2017)