Подборка задач на химическую кинетику.

Подборка задач на химическую кинетику.
1. Определите равновесные концентрации водорода в реакции
2HI = H2 + I2. Если исходная концентрация HI = 0,55 моль/л, а константа
равновесия равна 0,12.
2. Через некоторое время после начала реакции 3А + В > 2С +D концетрации
веществ составляли: [А]=0,03 моль/л; [В]=0,01 моль/л; [C]=0,08 моль/л.
Каковы исходные концентрации веществ А и В?
Решение: В подобных задачах исходные концентрации считаются на основе
уравнения реакции.
На образование 2 моль вещества С расходуется 3 моль вещества А
На образование 0,08 моль вещества С израсходовалось Х моль вещества А
Х = 0,08х3/2 = 0,12 моль.
Аналогично для В:
На образование 2 моль вещества С расходуется 1 моль вещества В
На образование 0,08 моль вещества С израсходовано Y моль В
Y = 0,08х1/2 = 0,04 моль.
Значит, Сисх.(А) = 0,03 + 0,12 = 0,15 моль/л
Сисх.(В) = 0,01 + 0,04 = 0,05 моль/л
3. После смешивания газов А и В в системе А(г)+В(г)=С(г)+D(г)
устанавливается равновесие при следующих концентрациях [B]=0.05моль/л и
[С]=0.02 моль /л. Константа равновесия реакции равна 4*10-2. Найти
исходные концентрации А и В.
Решение: Заполним небольшую таблицу:
Компонент.........А..............В........
.С....
.Д
Было.......................х.............у= (0,05+0,02)=0,07..........0..................0
Израсход...............=> 0,02.........=> 0,02.........................0..................0
Стало......................(х-0,02)...........0,05..........................0,02..............=> 0,02
Исходная концентрация В: у= (0,05+0,02)=0,07 моль/л
Исходная концентрация А: К= 4*10 -2 = (0,02 * 0,02) / (0,05 * (х-0,02)
х - исходная концентрация А => х= 1/5 + 0,02 = 0,22 моль/л
4. В гомогенной газовой системе А + ВС + D равновесие установилось при
концентрациях: [В] = 0,05 моль/л и [С] = 0,02 моль/л. Константа равновесия
системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В.
Ответ: = 0,22 моль/л; = 0,07 моль/л.
Решение:
1. Пусть [А] = x, [Д] = у, тогда:
0,04 = (0.02y)/(0.05x) --> 0.1x = y
Теперь находим начальные концентрации:
2. Из уравнения реакции видно, что из 1 моль [А] и [B] образовалось по
одному молю [С] и [Д] поэтому
а) [Ао] = х+0.02
[Ао] = х+у
Добавим к этим двум уравнениям третье 0.1х = у получим систему уравнений
с тремя неизвестными, решая которую найдем : [Ао] = 0.22 моль/л
б) [Во] = 0.02+0.05 = 0.07 моль/л
5. При некоторой температуре в реакции CO+H2O = CO2+H2 установилось
равновесие. Определить исходные концентрации СО и Н2О, если
равновесные концентрации: СО=0,2 моль/л ; Н2О=0,1 моль/л ; СО2=2 моль/л
; Н2=2 моль/л.
Решение: В начальный момент времени продуктов реакции не было (еще не
успели образоваться).
По уравнению реакции
CO + H2O <=> CO2 + H2
видно, что на образование 1 моль CO2 и 1 моль H2 требуется израсходовать 1
моль CО и 1 моль H2O.
Поскольку к моменту равновесия и СО2, и Н2 было по 2 моль (в расчете на 1
л смеси), значит, на их получение было израсходовано по 2 моль СО и Н2О.
Отсюда:
[CO]o = 0.2 + 2 = 2.2
[Н2О]o = 0.1 + 2 = 2.1
6. Константа равновесия реакции N2+3Н2 ↔ 2NH3 равна 0,1 (при
температуре 400 гр С). Равновесные концентрации (моль\л) [Н2]=0,2 и
[NH3]=0,08. Вычислить начальную и равновесную концентрации азота.
Решение: [N2] = Kp*[NH3]2/[H2]3 = 0.1*0.082/0.23 = 0.08 моль/л
[N2]o = [N2] + [NH3]/2 = 0.08 + 0.08/2 = 0.12 моль/л
7. Вычислить константу равновесия для гомогенной системы:
CO(г)+H2O(г)=CO2(г)+H2(г),если равновесные концентрации:
CO=0.004,H2O=0.064,CO2=0.016,H2=0.016г/моль. Чему равны исходные
концентрации H2O и CO?
8. Химическое равновесие реакции А+В=С+Д установилось при
концентрациях А,В,С и Д, равных соответственно 1,2,3 и 4 моль/л. В системе
вдвое увеличили количество вещества В. Вычислить новые равновесные
концентрации веществ.
Решение: Кр = [С] * [Д] / { [А] * [В] } = 6
После увеличения концентрация вещества В станет равной 4 моль/л.
Пусть до установления нового равновесия прореагирует х моль/л В.
По уравнению реакции видно, что одновременно прореагирует х моль/л
вещества А и образуется по х моль/л веществ С и Д.
Новые равновесные концентрации станут равными:
[А] = 1 - х
[В] = 4 - х
[С] = 3 + х
[Д] = 4 + х
Кр = [С] * [Д] / { [А] * [В] }
6 = [3 + x] * [4 + x] / { [1 - x] * [4 - x] }
Найдите отсюда х и подставьте его значение в выражения новых
равновесных концентраций.
9. Cl2+CO = COCl2. Определить исходные концентрации Cl2 и CO, если
равновесные концентрации
Cl2- 2,5 моль/л
CO- 1,8 моль/л
COCl2 - 3,2 моль/л
10. При некоторой температуре константа равновесия реакции А(г) = 2В(г)
равна К=2,6. Равновесия концентрация [В]=0,36моль/л. Вычислите
равновесную и исходную концентрации А. Сколько вещества А (в %)
прореагировало к моменту равновесия?
11. реакция А(г)+В(г)--2F+D протекает со скоростью 4 моль/л*с при
концентрациях А и В ,соответственно равных 4 и 5 моль/л*с. Вычислите
константу скорости этой реакции