Й уровень
176-180. В гомогенной химической реакции установилось состояние равновесия с константой равновесия, равной k. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ, если начальная концентрация исходного вещества равна Со :
| Задачи | Реакция | k | Со, моль/л |
| 2HCl(г) =H2(г)+Cl2(г) | 0,5 | 0,20 | |
| 2NO(г)=O2(г)+N2(г) | 0,29 | 0,80 | |
| 2HBr(г)=H2(г)+Br2(г) | 0,36 | 0,10 | |
| PCl5(г)=PCl3(г)+Cl2(г) | 1,23 | 0,05 | |
| 2HI(г)=H2(г)+I2(г) | 0,65 | 0,20 |
181.Определите энергию активации реакции, константа скорости которой увеличилась в 105 раз при повышении температуры с 330 до 400 К.
182. Протекают две реакции. Энергия активации первой из них на 10 кДж меньше, чем у второй. Во сколько раз скорость первой реакции больше скорости второй при 100 и при 700 °С, если их предэкспоненциальные множители одинаковы?
183. Скорость реакции удваивается при увеличении температуры на 10 °С. При каком значении энергии активации это утверждается в интервале 295-305 °С?
184. Энергия активации разложения диоксида азота на оксид азота (II) и кислород равна 111 кДж/моль. Во сколько раз увеличится константа скорости реакции при повышении температуры с 330 до 400 К?
185. В сосуд объемом 0,5 л было помещено 0,5 моль Н2 и 0,5 моль N2. При некоторой температуре к моменту равновесия образовалось 0,02 моль NН3. Вычислите константу равновесия.
186-190. Определить константу скорости химической реакции при температуре Т и энергию активации, если при Т1 константа скорости реакции равна К1, а при температуре Т2 – К2.
| Задачи | T, °С | T 1, °С | T 2, °С | К1, с-1 | К2, с-1 |
| 1,08·10-4 | 5,48·10-4 | ||||
| 4,08·10-4 | 19,83·10-4 | ||||
| 5,1·10-5 | 4,76·10-4 | ||||
| 3,3·10-3 | 4,65·10-2 | ||||
| 8,47·10-3 | 9,41·10-2 |
191. Вычислить температуру, при которой константа равновесия реакции
2NO2 (г)↔N2O4(г) равна единице. Изменениями ΔΗº и ΔSºс температурой пренебречь. В каком направлении сместится равновесие при температуре более низкой, чем найденная?
192. Величина ΔGº для реакции А + В↔АВ при 298 К равна – 8 кДж/моль. Начальные концентрации веществ А и В равны 1 моль/л. Найти константу равновесия реакции и равновесные концентрации веществ А, В и АВ.
193. Металлы можно получит прямым восстановлением водородом, например, железо по реакции
FeO(к) + Н2 = Fe + Н2О(г)
Рассчитайте температуру, при которой установится равновесие? Рассчитайте равновесную концентрацию водорода и паров воды в системе, если начальная концентрация водорода была равна 5 моль/л.
194. Один из вредных компонентов выхлопных газов автомобиля – оксид углерода СО. Его можно нейтрализовать окислением: СО + ½ О2 = СО2.
Если в системе установится равновесие, то какие внешние воздействия будут способствовать нейтрализации СО?
195. Углекислота Н2СО3 способствует химическому разрушению (коррозии) металла. Она может быть удалена из воды путем разложения по реакции: Н2СО3(р) = СО2 + Н2О(ж) (ΔΗ>0). Если система находится в равновесии, то какие внешние воздействия будут способствовать разложению Н2СО3?
3-й уровень
196. В водоем со сточными водами попал гербицид, начальная его концентрация в водоеме составила 10-4 моль/л. Определите период полупревращения гербицида при взаимодействии его с компонентами среды, и изменение его концентрации через 100 ч, если реакция имеет первый порядок, а константа скорости равна 10-6с-1.
197. Для удаления сероводорода из промышленных сточных вод предложена реакция его неполного окисления до серы и воды. Если концентрации О2 и Н2S равны 10-4 моль/л, а константа скорости составляет 10-4 моль·л·с-1, то каковы начальная скорость реакции и период полупревращения?
198. Константы скоростей прямой и обратной реакций при 298 К равны соответственно 10-5 и 10-9с-1. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции. В реакции первого порядка энергия активации Е = 104,5 кДж/моль и в уравнении Аррениуса предэкспоненциальный множитель А = 5·10-13с-1. При какой температуре период полупревращения сократится в 10 раз?
199. Период полураспада радиоактивного 11С равен 20,5 мин. Рассчитайте константу скорости. Сколько позитронов излучит 10-6 г изотопа 
за время полураспада?
200.Скорость некоторой реакции изучали, измеряя объем V газообразного продукта, выделяющегося через различные промежутки времени t:
| V, см3 | 6,3 | 11,4 | 15,53 | 18,9 | 34,75 |
| t, с | ∞ |
Установить графически порядок реакции, рассчитать константу скорости k и период полупревращения.
201 – 205. Железный стержень погружен в Х –молярный раствор соляной кислоты. Через время t от начала реакции при постоянном перемешивании концентрация оказалась равной Y. Определить время, по истечении которого концентрация раствора станет равной Z. Какие предположения и допущения необходимо использовать при решении этой задачи?
| Задачи | Х, моль/л | t, мин | Y, моль/л | Z , моль/л |
| 0,01 | 1,0·10-4 | 1,0·10-3 | ||
| 0,02 | 2,5·10-4 | 5,0·10-3 | ||
| 0,16 | 3,0·10-4 | 3,0·10-3 | ||
| 0,03 | 7,8·10-4 | 2,7·10-3 | ||
| 0,10 | 1,0·10-3 | 1,0·10-2 |
5. РАСТВОРЫ.
СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА
Растворомназывается гомогенная система,состоящая из двух или нескольких компонентов, относительное содержание которых может меняться в широких пределах.
Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами – долями или процентами, либо величинами размерными – концентрациями. Наиболее часто употребляются в химии следующие способы выражения состава раствора:
1. Массовая доля wi – процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.
2. Мольная доля Ni – отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, находящихся в растворе.
3. Молярная концентрация СМ или молярность М – отношение количества растворенного вещества к объему раствора.
4. Моляльная концентрация Сm или моляльность μ – отношение количества растворенного вещества к массе растворителя.
5. Эквивалентная концентрация СН или нормальность н – отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.
6. Титр Т – это масса растворенного вещества в 1 см3 раствора, г/ см3.
Пример 1.Какую массу воды нужно прибавить к 200 мл 15%-го раствора Н2SO4 (r=1,11 г/мл), чтобы получить 10% раствор? Какова нормальность исходного раствора?
Решение.масса 200 мл 15%-ного раствора Н2SO4 равна 200×1,11=222 г. В этом растворе содержится 15% Н2SO4 т.е. 222×0,15=33,3 г.
1. По условию задачи эта масса составит 10% от общей массы разбавленного раствора. Тогда масса полученного раствора будет равна
.
2. Следовательно, к исходному раствору необходимо добавить воды
mH2O = mр2-ра – m1 р-ра = 333-222=111г.
3. По определению, нормальность раствора равна количеству эквивалентов Н2SО4 в 1л раствора:
,
.
Таким образом, нормальность исходного раствора равна 3,4 экв/л.
Ответ: mН2О=111 г; СН=3,4 н.
пример 2. Рассчитать массу ВаСl2, содержащегося в 100 мл 0,3Н раствора. Какова массовая доля (%) и молярность этого раствора, если его плотность равна 1,05 г/мл?
Решение 1.В 100 мл 0,3н раствора ВаСl2 содержится 0,3×0,1=0,03 эквивалента ВаСl2. Эквивалентная масса ВаСl2 равна половине молярной массы, т.е. МЭ(ВаСl2) =
. Масса ВаСl2 в 100 мл 0,3 н раствора равна
m(ВаСl2)=104×0,03=3,12 г.
2. Для нахождения массовой доли (%) найдем массу раствора:
, 
3. Молярность раствора равна количеству молей 
в 1л раствора. Количество вещества определяется из выражения 
Ответ: m (ВаСl2) = 3,12 г; ω=3%, СМ=0,15 М.