Задача 5. Химическое равновесие.

1 – 30. Решите задачу.

1, 2. Константа равновесия реакции N₂ (г) + 3H₂ (г) «2NH₃ (г) К = 0,1 при 673 К. Равновесная концентрация водорода равна 0,6 моль/л, аммиака – 0,18 моль/л. Вычислите начальную и равновесную концентрации азота.

 

3, 4. Концентрация веществ в начальный период времени для реакции N₂ (г) + 3H₂ (г) «2NH₃ (г) была следующей: для водорода – 2 моль/л, для азота – 1 моль/л, для аммиака – 0,4 моль/л. Рассчитайте К, если равновесная концентрация аммиака 1,6 моль/л.

 

5, 6. Определите равновесную концентрацию водорода для реакции: 2HI (г) «H₂ (г) + I₂ (г), если исходная концентрация иодоводорода была 0,55 моль/л, а константа равновесия К = 0,12.

 

7, 8. Определите исходные концентрации хлора и оксида углерода для реакции Cl₂ (г) + CO (г) «COCl₂ (г), если равновесные концентрации Cl₂ – 2,5 моль/л, СО – 1,8 моль/л, COCl₂ – 3,2 моль/л.

 

9, 10. В реакции 2HCl (г) «H₂ (г) + Cl₂ (г) исходное парциальное давление хлороводорода 1,3 × 10⁵ Па. При достижении равновесия парциальное давление водорода достигло 0,17 × 10⁵ Па. Определите константу равновесия.

 

11, 12. В замкнутом сосуде протекает реакция COCl₂(г) «CО(г) + Cl₂(г), константа равновесия которой равна 0,04, а равновесная концентрация хлора составляет 0,02 моль/л. Найдите начальную концентрацию COCl₂. Сколько процентов COCl₂ разложилось?

 

13, 14. Для реакции H₂ (г) + Br₂ (г) «2HBr (г) при некоторой температуре К = 1. Определить состав равновесной реакционной смеси, если исходная смесь состояла из 3 моль водорода и 2 моль брома.

 

15, 16. При некоторой температуре равновесие в системе 2NO₂ (г) «2NO (г) + O₂ (г) установилось при следующих концентрациях: [NO₂] = 0,006 моль/л, [NO] = 0,024 моль/л, [O₂] = 0,012 моль/л. Найдите константу равновесия реакции и исходную концентрацию NO₂.

 

17, 18. Равновесие в системе H₂ (г) + I₂ (г) «2 HI (г) установилось при следующих концентрациях: [H₂] = 0,025 моль/л, [I₂] = 0,005 моль/л, [HI] = 0,09 моль/л Определите константу равновесия реакции, исходные концентрации иода и водорода.

 

19, 20. Константа равновесия реакции FeO(к) + CO(г) «Fe(к) + CO₂(г) при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации CO и CO₂, если начальные концентрации этих веществ составляют [CO] = 0,05 моль/л, [CO₂] = 0,01 моль/л.

 

21, 22. Для обратимой реакции CO + H₂ «CH₃OH, проводимой в условиях постоянного давления и высокой температуры, начальная концентрация CO составляет 0,06 моль/л, H₂ – 0,12 моль/л, равновесная концентрация – 0,04 моль/л. Рассчитайте: а) равновесные концентрации [CO] и [H₂]; б) константу равновесия К процесса при этой температуре.

 

23, 24. Для обратимой реакции H₂ + I₂ «2HI, проводимой при постоянном давлении, начальная концентрация иода I₂ составляет 0,06 моль/л, водорода H₂ - 0,12 моль/л, равновесная концентрация HI - 0,08 моль/л. Рассчитайте: а) равновесные концентрации I₂ и H₂; б) константу равновесия при этой температуре.

 

25, 26. Равновесные концентрации веществ в обратимой реакции N₂ (г) + 3H₂ (г) «2NH₃ (г) следующие: для водорода – 0,8 моль/л, для азота – 0,5 моль/л, для аммиака – 0,3 моль/л. Рассчитайте начальные концентрации азота и водорода, если в исходной системе аммиак отсутствовал, и константу равновесия при этой температуре (объем системы не изменяется – реакцию проводят в несжимаемом реакторе).

 

27, 28. Вычислите начальные концентрации веществ в следующей обратимой реакции: CO (г) + O₂ (г) «CO₂ (г), если равновесные концентрации составляют: [CO] = 0,42 моль/л, [O₂] = 0,12 моль/л, [CO₂] = 0,18 моль/л. До начала реакции углекислый газ в системе отсутствовал. Рассчитайте константу равновесия этой реакции (объем системы не изменяется – реакцию проводят в несжимаемом реакторе).

 

29, 30. Для обратимой реакции SO₂ + O₂ «SO₃ начальные концентрации веществ SO₂ и O₂ составляют по 0,5 моль/л. Оксид SO₃ до начала реакции отсутствовал. Равновесная концентрация SO₃ составляет 0,2 моль/л. Рассчитайте: а) равновесные концентрации SO₂ и O₂; б) константу равновесия при этой температуре (объем системы не изменяется – реакцию проводят в несжимаемом реакторе).

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Таблица П1 Термодинамические величины некоторых веществ

вещество	Δ f Н0298 кДж/моль	S0298 Дж/(моль · К)	Δ f G0298 кДж/моль
Аl2O3 (т)	-1676,0	50,9	-1582,0
Al2(SO4)3 (т)	-3434,0	239,2	-3102,9
С (графит)		5,7
СН4 (г)	-74,9	186,2	-50,8
СО (г)	-110,5	197,5	-137,1
СО2 (г)	-393,5	213,7	-394,4
СаСО3 (т)	-1207,0	88,7	-1127,7
СаО (т)	-635,5	39,7	-604,2
СаСl2 (р-р)	-877,72	59,9	-816,59
Сl2(г)		222,9
Сl2О (г)	76,6	266,2	94,2
Fe (т)		27,2
FeО (т)	-264,8	60,8	-244,3
Fe2O3 (т)	-822,2	87,4	-740,3
Fe3O4 (т)	-1117,1	146,2	-1014,2
Н2 (г)		130,05
НСl (г)	-92,3	186,8	-95,2
НСl (ж)	-166,9	56,5	-131,2
НI (г)	26,6	206,5	1,8
Н2О (г)	-241,8	188,7	-228,6
Н2О (ж)	-285,8	70,1	-237,3
Н2S (г)	-21,0	205,7	-33,8
Мg		32,55
МgО (т)	-601,8	26,9	-569,6
N2 (г)		191,5
NH3 (г)	-46,2	192,6	-16,7
N2О(г)	82,0	219,9	104,1
NО(г)	90,3	210,6	86,6
О2 (г)		205,0
SO2 (г)	-296,9	248,1	-300,2
SO3 (г)	-395,8	256,7	-371,2
СОСl2 (г)	-220,3	283,9	-266,9
S (т)		31,9
РСl5 (т)	-374,89	364,5	-305,4
РСl3 (г)	-287,02	311,66	-260,5
I2 (г)	62,24	260,6	19,37
СН3ОН (г)	-202,10	239,9	-163,4
N2H4 (г)	95,4	238,36	169,28
ZnS (т)	-201	57,7	-239,8
ZnO (т)	-349,0	43,5	-318,2
СаС2 (т)	-59,9	70,0	-64,9
СН3Сl (г)	-86,2	234,5	-69,8

 

 

ЛИТЕРАТУРА.

1. Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2005.

2. Н.Л. Глинка. Общая химия. – М.: Интеграл – Пресс, 2001.

3. Н.Л. Глинка. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл – Пресс, 2004.

4. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие. Под редакцией Н.В. Коровина. – М.: Высш. шк., 2004.

5. Б. П. Середа, Л.С. Молочников, Л.В. Демидова, С.В. Целищева. Общая и неорганическая химия: Учебн. Пособие. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун – т, 2002.