Зависимость скорости химической реакции от температуры процесса

а) Рассчитайте, 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) Рассчитайте, 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) Рассчитайте, 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) Рассчитайте, 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. Рассчитайте, чему равна скорость этой реакции при:

13 – 50 ⁰С; 14 – 30 ⁰С; 15 – 70 ⁰С.

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

16 – 40 ⁰С; 17 – 80 ⁰С; 18 – 50 ⁰С.

ж) При 100 ⁰С реакция, для которой g = 2,0, заканчивается за 20 с. Рассчитайте, через какое время закончится эта реакция при:

19 – 50 ⁰С; 20 – 80 ⁰С; 21 – 120 ⁰С.

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

22 – 15 с; 23 – 30 с; 24 – 60 с.

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) Рассчитайте, 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.

Кинетические расчеты

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) + Cl2(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) + I2(г) = 2HI(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)

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.

Смещение химического равновесия

6.1. В соответствии с принципом Ле-Шателье, обоснуйте, в каком направлении сместится равновесие реакции

а) 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) 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) 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(г) + 2S(тв)

г) 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? Ответ обоснуйте, используя принцип Ле Шателье.

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? Ответ обоснуйте, используя принцип Ле Шателье.

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)

В соответствии с принципом Ле-Шателье, обоснуйте, в каком направлении сместится равновесие реакции

а) 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 Н^0 = 113,6кДж; D Н^0 = 92,4 кДж; D Н^0 = 184,6 кДж; D Н^0 = 178,0 кДж; D Н^0 = −197,8 кДж; D Н^0 = 180,6 кДж; D Н^0 = 72,6 кДж; D Н^0 = − 41,2 кДж

б) при повышении температуры:

09 – H2(г) + F2(г) Û 2HF(г) 10 – H2(г) + I2(г) Û 2HI(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 Н^0 = − 541,4 кДж; D Н^0 = 53,2 кДж; D Н^0 = − 566,0 кДж; D Н^0 = 197,8 кДж; D Н^0 = − 483,6 кДж; D Н^0 = 131,3 кДж; D Н^0 = 172,5 кДж; D Н^0 = − 114,4 кДж;

в) при повышении давления:

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

18 – H2(г) + S(тв) Û H2S(г) 20 – N2(г) + O2(г) Û 2NO(г)

г) при понижении давления:

21 – 2HBr(г) Û H2(г) + Br2(г)	22 – 2SO3(г) Û 2SO2(г) + O2(г)
23 – 2H2(г) + О2(г) Û 2H2О(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)

Константа химического равновесия

а) Напишите выражение константы равновесия реакции:

01 – A(г) + 2B(г) Û AB2(г) 03 – 2NO2(г) Û 2NO(г) + O2(г) 05–4HCl(г) + O2(г)Û2H2O(г) + 2Cl2(г) 07 – 2SO2(г) + O2(г) Û 2SO3(г) 09 – CH4(г) + CO2(г)Û2CO(г) + 2H2(г) 11 – CO(г) + Cl2(г) Û COCl2(г) 13 – N2(г) + 2O2(г) Û 2NO2(г)

02 – 2C(тв) + O2(г) Û 2CO(г) 04–3Fe(тв)+4H2O(г)ÛFe3O4ТВ)+4H2(г) 06 – H2(г) + S(тв) Û H2S(г) 08 – 2HI(г) + O2(г) Û I2(тв) + 2H2O(ж) 10 – 2S(тв) + 3O2(г) Û 2SO3(г) 12 – 2P(тв) + 3H2(г) Û 2PH3(г) 14 – 2A(г) + 3B(ж) Û 2C(ж) + D(тв)

б) Напишите выражение константы равновесия реакции, как изменится (уменьшится или увеличится) ее величина при понижении температуры:

15 – 2CO(г) Û CO2(г) + C(тв) 16 – 2HCl(г) Û H2(г) + Cl2(г) 17 – 2HBr(г) Û H2(г) + Br2(г) 18 – 2H2(г) + O2(г) Û 2H2O(г) 19 – FeO(тв) + CO(г) Û Fe(тв) + СO2(г) 20 – 2SO2(г) + O2(г) Û 2SO3(г) 21 – CO2(г) + H2(г) Û CO(г) + H2O(г) 22 – C2H2(г) + H2(г) Û 2CH4(г)

D Н^0 = − 172,5 кДж; D Н^0 = 184,6 кДж; D Н^0 = 72,6 кДж; D Н^0 = − 483,6 кДж; D Н^0 = − 18,2 кДж; D Н^0 = − 197,8 кДж; D Н^0 = 41,2 кДж; D Н^0 = − 376,6 кДж;

в) Напишите выражение константы равновесия реакции, как изменится ее величина (уменьшится или увеличится) при повышении температуры:

23 – 2NO(г) + O2(г) Û 2NO2(г) 24 – N2(г) + O2(г) Û 2NO(г) 25 – 2SO3(г) Û 2SO2(г)_+ O2(г) 26 – 2НF(г) Û H2(г) + F2(г) 27 – N2(г) + 3H2(г) Û 2NH3(г) 28 – N2O4(г) Û 2NO2(г) 29 – 2HI(г) Û H2(г) + I2(г) 30 – CO2(г) + C(тв) Û 2CO(г)

D Н^0 = − 113,6 кДж; D Н^0 = 180,6 кДж; D Н^0 = 197,8 кДж; D Н^0 = 541,4 кДж; D Н^0 = − 92,4 кДж; D Н^0 = 57,4 кДж; D Н^0 = − 53,2 кДж; D Н^0 = 172,5 кДж;

Равновесные концентрации

а) Равновесная концентрация первого исходного вещества равна 0,1 моль/л, продукта реакции – 0,5 моль/л, константа равновесия процесса, К= 2,0. Определите равновесную концентрацию второго исходного вещества в реакции:

01 – H2(г) + Br2(г) Û 2HBr(г) 03 – 2NO(г) + Cl2(г) Û 2NOCl(г) 05 – 2SO2(г) + O2(г) Û 2SO3(г)

02 – PCl3(г) + Cl2(г) Û PCl5(г) 04 – O2(г) + 2H2(г) Û 2H2O(г) 06 – N2(г) + O2(г) Û 2NO(г)

б) Равновесная концентрация второго исходного вещества равна 0,1 моль/л, продукта реакции – 0,4 моль/л, константа равновесия процесса, К = 2,0. Определите равновесную концентрацию первого исходного вещества в реакции:

07 – H2(г) + Br2(г) Û 2HBr(г) 09 – O2(г) + 2CO(г) Û 2CO2(г) 11 – C2H4(г) + H2(г) Û C6H6(г)

08 – 2NO(г) + Cl2(г) Û 2NOCl(г) 10 – CO(г) + Cl2(г) Û COCl2(г) 12 – A(г) + 2B(г) Û AB2(г)

в) Определите исходные концентрации реагирующих веществ, если при состоянии равновесия концентрация первого вещества равна 1,0 моль/л, второго – 0,2 моль/л, а продукта реакции – 3,0 моль/л:

13 – H2(г) + Br2(г) Û 2HBr(г) 15 – 2NO(г) + O2(г) Û 2NO2(г) 17 – O2(г) + 2SO2(г) Û 2SO3(г)

14 – CO(г) + Cl2(г) Û COCl2(г) 16 – N2(г) + 3H2(г) Û 2NH3(г) 18 – 2H2(г) + O2(г) Û 2H2O(г)

г) Равновесная концентрация исходного вещества равна 0,06 моль/л, первого продукта реакции – 0,24 моль/л, а второго – 0,12 моль/л. Найдите константу равновесия процесса, К и исходную концентрацию вещества в левой части уравнения реакции:

19 – 2NO2(г) Û 2NO(г) + O2(г) 21 – 2SO3(г) Û 2SO2(г) + O2(г)

20 – 2NOCl(г) Û 2NO(г) + Cl2(г) 22 – 2AB(г) Û 2A(г) + B2(г)

д) Равновесная концентрация продукта реакции равна 0,4 моль/л, константа равновесия процесса, К = 0,8. Найдите равновесную и исходную концентрацию вещества в левой части уравнения реакции:

23 – N2O4(г) Û 2NO2(г)

24 – I2(г) Û 2I(г)

е) Концентрация исходного вещества равна 2,5 моль/л. Вычислите константу равновесия реакции, К, если равновесие установилось после того, как 20% вещества прореагировало:

25 – PCl5(г) Û PCl3(г) + Cl2(г) 27 – Br2(г) Û 2Br(г) 29 – 2NH3(г) Û N2(г) + 3H2(г)

26 – 2SO3(г) Û 2SO2(г) + O2(г) 28 – 2NOF(г) Û 2NO(г) + F2(г) 30 – 2HI(г) Û H2(г) + I2(г)

 

Содержание

1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. 3

2. ПРОСТЕЙШИЕ ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ. 6

3. СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. 9

4. ТЕРМОДИНАМИческие И ТЕРмохимические расчеты. 12

5. ХИМИЧЕСКая кинетика.. 17

6. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. Смещение химического равновесия. 20

 

 

Методические указания для лабораторных и практических занятий по теме «Растворы» дисциплины «Общая и неорганическая химия» для студентов I курса всех специальностей очной формы обучения. Часть 1.

 

 

Составители: Карнаухова Тамара Михайловна

Севастьянова Галина Константиновна

Гурьева Тамара Григорьевна

 

 

Подписано к печати Бум. ГОЗНАК

Заказ № Уч. – изд. л.

Формат 60х90 1/16 Усл. печ. л.

Отпечатано на RISO GR 3770 Тираж 35 экз. ----------------------------------------------------------------------------------------------

Издательство

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

« Тюменский государственный нефтегазовый университет »

625000, Тюмень, Володарского, 38

Отдел оперативной полиграфии издательства

625039, Тюмень, ул. Киевская, 52