129. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:
а) S(к) + O2 = SO2(г);
б) 2SO2(г) + О2 = 2SO3(г).
Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?
130. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: N2+3H2↔2NH3. Как изменится скорость прямой реакции – образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?
131. Реакция идет по уравнению N2 + O2 = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были: С(N2) = 0,049 моль/л; С(O2) = 0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда [NO] = 0,005 моль/л.
Ответ: [N2] = 0,0465 моль/л; [O2]= 0,0075 моль/л.
132. Реакция идет по уравнению N2+3H2=2NH3. Концентрации участвующих в ней веществ были: С(N2) = 0,80 моль/л; C(H2) = 1,5 моль/л; C(NH3) = 0,10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда [N2] = 0,5 моль/л.
Ответ: [NH3] = 0,70 моль/л; [H2] = 0,60 моль/л.
133. Реакция идет по уравнению H2 + I2 = 2HI. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ: C(H2) = 0,04 моль/л; C(I2) =0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда [H2] = 0,03 моль/л.
Ответ: 3,2 · 10-4; 1,92 · 10-4.
134. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80 оС. Температурный коэффициент скорости реакции 3.
135. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60 оС, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?
136. Во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 300 oС, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?
137. В гомогенной системе СО + Cl2 ↔ COCl2 равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO] = 0,2 моль/л; [Cl2] = 0,3 моль/л; [COCl2] = 1,2 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО.
Ответ: К = 20; C(Cl2) = 1,5 моль/л; C(CO)= 1,4 моль/л.
138. В гомогенной системе А + 2В = С равновесные концентрации реагирующих газов: [A] = 0,06 моль/л; [B] = 0,12 моль/л; [C] = 0,216 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В.
Ответ: К = 250; C(A)= 0,276 моль/л; C(B)= 0,552 моль/л.
139. В гомогенной газовой системе А + B↔C + D равновесие установилось при концентрациях: [B] = 0,05 моль/л и [C] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В.
Ответ: C(A) = 0,22 моль/л; C(B) = 0,07 моль/л.
140. Константа скорости реакции разложения N2O, протекающей по уравнению 2N2O = 2N2 + O2, равна 5 · 10-4. Начальная концентрация N2O = 6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда разложится 50 % N2O.
Ответ: 1,8 ·10-2; 4,5 · 10-3.
141. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы СО2 + С ↔ 2СО. Как изменится скорость прямой реакции образования СО, если концентрацию СО2 уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?
142. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С + Н2О(г) ↔ СО + Н2. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции – образования водяных паров?
143. Равновесие гомогенной системы: 4НСl(г) + О2 ↔ 2Н2О(г) + + 2Cl2(г) установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [H2O] = 0,14 моль/л; [Cl2] = 0,14 моль/л; [HCl] = 0,20 моль/л; [O2] = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода.
Ответ: [HCl]исх = 0,48 моль/л; [O2]исх = 0,39 моль/л.
144. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы: CO(г) + H2O(г) ↔ CO2(г)+H2(г), если равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO] = 0,004 моль/л; [H2O] = 0,064 моль/л; [CO2] = =0,016 моль/л; [H2] = 0,016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО?
Ответ: К = 1; C(H2O) = 0,08 моль/л; C(CO) = 0,02 моль/л.
145. Константа равновесия гомогенной системы СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2 + Н2(г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: C(CO) = 0,10 моль/л; C(H2O) = 0,40 моль/л.
Ответ: [CO2] = [H2] = 0,08 моль/л; [CO] = 0,02 моль/л.; [H2O] = =0,32 моль/л.
146. Константа равновесия гомогенной системы N2 + 3H2↔2NH3 при некоторой температуре равна 1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота.
Ответ: [N2] = 8 моль/л; C(N2) = 8,04 моль/л.
147. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы: 2NO + O2 ↔ 2NO2 установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO] = 0,2 моль/л; [O2] = 0,1 моль/л; [NO2] = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NO и О2.
Ответ: К = 2,5; C(NO) = 0,3 моль/л; C(O2) = 0,15 моль/л.
148. Почему при изменении давления смещается равновесие системы: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 и не смещается равновесие системы N2 + O2 ↔ ↔2NO? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакций в этих системах до и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.
149. Исходные концентрации в гомогенной системе:
2NO + Cl2 ↔ 2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20 % NO.
Ответ: 0,416.
150. Во сколько раз изменится скорость реакции 2А + В↔А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в два раза?
Ответ: возрастает в 2 раза.
151. Через некоторое время после начала реакции 3A + B↔2C + D концентрации веществ составляли: [А] = 0,03 моль/л; [В] = 0,01 моль/л; [С] = 0,008 моль/л. Каковы исходные концентрации веществ А и В?
Ответ: С(A) = 0,042 моль/л; C(B)= 0,014 моль/л.
152. В системе СО + Cl2↔СОCl2 концентрацию СО увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?
Ответ: в 12 раз.
153. Как изменится скорость реакции 2NO(г) + О2(г) ↔2NO2(г), если:
а) увеличить давление в системе в 3 раза;
б) уменьшить объём системы в 3 раза;
в) повысить концентрацию NO в 3 раза?
Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой реакции до и после изменения условий.
154. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза?
Ответ: 2,5.
155. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?
Ответ: в 8 раз.
156. Равновесие в системе Н2(г) + I2(г) ↔ 2 НI(г) установилось при следующих концентрациях: [H2] = 0,025 моль/л; [I2] = 0,005 моль/л; [HI] = 0,09 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.
Ответ: C(H2) = 0,07 моль/л; C(I2) = 0,05 моль/л.
157. В каком направлении сместятся равновесия:
2СО(г) + О2(г) ↔ 2СО2(г); ∆fН = – 566 кДж;
N2(г) + О2(г) ↔ 2NО(г); ∆fН = 180 кДж
а) при понижении температуры; б) при повышении давления?
158. Как повлияет на равновесие следующих реакций:
2Н2(г) + О2(г)↔2Н2О(г); ∆fН = – 483,6 кДж;
СаСО3(к) ↔ СаО(к) + СО2(г); ∆fН =179 кДж
а) повышение давления; б) повышение температуры?
159. Указать, какими изменениями концентраций реагирующих веществ и давления можно сместить вправо равновесие реакции
СО2(г) + С(графит) ↔2СО(г).
160. В загрязненном воздухе содержится примесь CO, которая образуется при неполном сгорании твердого топлива и при работе двигателей внутреннего сгорания. Монооксид углерода медленно окисляется кислородом воздуха до диоксида углерода. При определенных условиях скорость такой реакции составляет 0,05 моль / (л.с), а концентрация CO2 становится равной 0,2 моль/л. Рассчитайте концентрацию CO2 через 10 с после указанного момента.
Ответ: 0,7 моль/л.
161. Один из важных видов сырья для органического синтеза – «водяной газ», смесь водорода и монооксида углерода, которая получается при пропускании водяного пара через башни, наполненные раскаленным углем. Водяной газ служит для получения метанола, формальдегида и других химических продуктов. Рассчитайте значение константы скорости реакции получения водяного газа, если при концентрации H2O, равной 0,03 моль/л, скорость реакции составляет 6,1 . 10-5 моль / (л.с).
Ответ: 2,0 . 10-3 с-1.
162. Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. В реакциях разложения озона участвуют многие газы, но прежде всего оксиды азота. Взаимодействие монооксида азота с озоном приводит к образованию кислорода и диоксида азота. Рассчитайте скорость этой реакции, если через 25 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,8 моль/л, а через 55 с (от начала реакции) стала равна 0,02 моль/л.
Ответ: 0,026 моль/(л . с).
163. На больших высотах солнечное излучение вызывает диссоциацию молекул кислорода на атомы. Столкновение атомов кислорода и молекул кислорода приводит к образованию озона, слой которого защищает Землю от коротковолнового излучения Солнца, смертельно опасного для живых организмов. Определите скорость этой реакции, если через 1 мин после ее начала концентрация озона была равна 0,024 моль/л, а через 2 мин после этого момента − 0,064 моль/л.
Ответ: 6,7 . 10-4 моль/(л . с).
164. Причиной образования опасного для здоровья тумана – «смога» − считают большое количество выхлопных газов автомобилей при высокой влажности воздуха. Помимо озона, в смоге присутствует ядовитый диоксид азота, который получается по реакции монооксида азота с атомарным кислородом. Рассчитайте скорость этой реакции, если через 5 минут после ее начала концентрация диоксида азота стала равна 0,05 моль/л, а через 20 минут − 0,08 моль/л.
Ответ: 3,3 . 10-5 моль/(л.с).
165. Энергия активации реакции разложения иодида водорода при использовании катализатора платины уменьшается с 168 до 59 кДж/моль. Во сколько раз возрастет скорость реакции при 500 К?
166. Скорость реакции окисления SO2 при температуре 710 К под действием промотора возрастает в 500 раз. Если считать уменьшение энергии активации основной причиной ускорения реакции, то насколько уменьшится энергия активации?
167. Одной из реакций, протекающих на катализаторе нейтрализаторов выхлопных газов, может быть взаимодействие CO с NO2: CO+ + NO2 = CO2 + NO. Если при замене катализатора энергия активации при температуре 700 К снизилась на 92 кДж/моль, то во сколько раз возросла скорость реакции?