Задачи

Константы равновесия Kx, Kc,Kp
Уравнение Вант Гоффа G  RT ln K
1.Р
При 1273 К и общем давлении 30
атм. в равновесной смеси
CO2(г) + C(тв) = 2CO(г)
содержится 17% (по объему) CO2. Сколько
процентов CO2 будет содержаться в газе
при общем давлении 20 атм? При каком
давлении в газе будет содержаться 25%
CO2?
2.Р Константа равновесия реакции
CO(г) + H2O(г) = CO2(г) + H2(г)
при 500oC равна Kp = 5.5. Смесь, состоящая
из 5 моль CO и 1 моль H2O, нагрета до этой
температуры. Рассчитать мольную долю
H2O в равновесной смеси.
3.Р При 1273 К и общем давлении 30 атм.
равновесная смесь CO2(г), C(тв), CO(г)
содержит 17% (по объему) CO2. Сколько
процентов CO2 будет содержаться в газе
при общем давлении 10 атм? При каком
давлении в газе будет содержаться 5%
CO2?
4.Р Для реакции
2HI(г) = H2(г) + I2(г)
константа равновесия KP = 1.83 10–2 при
698.6 К. Сколько граммов HI образуется
при нагревании до этой температуры 1 г I2
и 0.2 г H2 в трехлитровом сосуде? Чему
равны парциальные давления H2, I2 и HI?
5.Р Для реакции
2HI(г) = H2(г) + I2(г)
константа равновесия KP = 1.83 10–2 при
698.6 К. Сколько граммов HI образуется
при нагревании до этой температуры 10 г
I2 и 2 г H2 в трехлитровом сосуде? Чему
равны парциальные давления H2, I2 и HI?
6.Р Для реакции (при 250oC)
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)
o
.
–1
rG = –2508 Дж моль . При каком общем
давлении степень превращения PCl5 в PCl3
и Cl2 при 250o C составит 90%?
7.Р Константа равновесия реакции
N2O4(г) = 2NO2(г)
o
при 25 C равна Kp = 0.143. Рассчитать
давление, которое установится в сосуде
объемом 1 л, в который поместили 50 г
N2O4 при этой температуре.
8.Р При 2000oC и общем давлении 1 атм
2% воды диссоциировано на водород и
кислород.
Рассчитать
константу
равновесия реакции H2O(г) = H2(г) +
1/2O2(г) при этих условиях.
9.Р При 1273 К и общем давлении 30 атм.
в равновесной смеси
CO2(г) + C(тв) = 2CO(г)
содержится 17% (по объему) CO2. Сколько
процентов CO2 будет содержаться в газе
при общем давлении 1 атм? При каком
давлении в газе будет содержаться 50%
CO2?
10.Р При 1273 К и общем давлении 30
атм. в равновесной смеси
CO2(г) + C(тв) = 2CO(г)
содержится 17% (по объему) CO2. Сколько
процентов CO2 будет содержаться в газе
при общем давлении 0.1 атм? При каком
давлении в газе будет содержаться 75%
CO2?
11.Р
Константа равновесия реакции
CO(г) + H2O(г) = CO2(г) + H2(г)
при 500oC равна Kp = 5.5. Смесь, состоящая
из 1 моль CO и 5 моль H2O, нагрета до этой
температуры. Рассчитать мольную долю
H2O в равновесной смеси.
12.Р
Константа равновесия реакции
CO(г) + H2O(г) = CO2(г) + H2(г)
при 500oC равна Kp = 5.5. Смесь, состоящая
из 5 моль CO и 5 моль H2O, нагрета до этой
температуры. Рассчитать мольную долю
H2O в равновесной смеси.
13.Р Сосуд объемом 3 л, содержащий
1.79 10–2 моль I2, нагрели до 973 K.
Давление в сосуде при равновесии
оказалось равно 0.49 атм. Считая газы
идеальными,
рассчитать
константу
равновесия при 973 K для реакции
I2 (г) = 2I (г).
14.Р
Константа равновесия реакции
N2O4(г) = 2NO2(г)
o
при 25 C равна Kp = 0.143. Рассчитать
давление, которое установится в сосуде
объемом 1 л, в который поместили 1 г N2O4
при этой температуре.
15.Р Сосуд объемом 1 л, содержащий
0.341 моль PCl5 и 0.233 моль N2, нагрели
до 250oC. Общее давление в сосуде при
равновесии оказалось равно 29.33 атм.
Считая все газы идеальными, рассчитать
константу равновесия при 250oC для
протекающей в сосуде реакции
PCl5 (г) = PCl3 (г) + Cl2(г)
16.Р
Равновесие в реакции
2NOCl(г) = 2NO(г) + Cl2(г)
устанавливается при 227oC и общем
давлении 1.0 бар, когда парциальное
давление NOCl равно 0.64 бар (изначально
присутствовал только NOCl). Рассчитать
o
для реакции. При каком общем
rG
давлении парциальное давление Cl2 будет
равно 0.10 бар?
17.Р
при 250oC для реакции
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)
o
.
–1
rG = –2508 Дж моль . При каком общем
давлении степень превращения PCl5 в PCl3
и Cl2 при 250o C составит 50%?
18.Р При 25oC fGo (NH3) = –16.5 кДж.
моль–1.
Рассчитать
реакции
rG
образования NH3 при парциальных
давлениях N2, H2 и NH3, равных 5 атм, 8
атм и 1 атм соответственно. В какую
сторону
реакция
будет
идти
самопроизвольно при этих условиях?
19.Р
При 250oC для реакции
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)
o
.
–1
rG = –2508 Дж моль . При каком общем
давлении степень превращения PCl5 в PCl3
и Cl2 при 250o C составит 30%?
20.Р
Константа равновесия реакции
CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(г)
при 500 K равна KP = 6.09 10–3. Рассчитать
общее
давление,
необходимое
для
получения метанола с 99.9% выходом, если
CO и H2 взяты в соотношении 1: 2.
21.Р
Для реакции
2HI(г) = H2(г) + I2(г)
константа равновесия KP = 1.83 10–2 при
698.6 К. Сколько граммов HI образуется
при нагревании до этой температуры 10 г
I2 и 0.2 г H2 в трехлитровом сосуде? Чему
равны парциальные давления H2, I2 и HI?
22.Р
Для реакции
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)
o
при 250 C rGo = –2508 Дж. моль–1. При
каком
общем
давлении
степень
превращения PCl5 в PCl3 и Cl2 при 250o C
составит 99.9%?
23.Р Рассчитать общее давление, которое
необходимо приложить к смеси 3 частей H2
и 1 части N2, чтобы получить равновесную
смесь, содержащую 10% NH3 по объему
при 400oC. Константа равновесия реакции
N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)
o
при 400 C равна K = 1.60 10–4.
24.Р
При 250oC для реакции
PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)
o
.
–1
rG = –2508 Дж моль . При каком общем
давлении степень превращения PCl5 в PCl3
и Cl2 при 250o C составит 10%?
25.Р Для диссоциации N2O4 при 298 К КР
= 0,141. Рассчитать равновесный состав в
системе при общем давлении 1 бар при
наличии только N2O4 в начальном
состоянии
26.Р Константа равновесия газофазной
реакции
изомеризации
борнеола
(C10H17OH) в изоборнеол равна 0.106 при
503 K. Смесь 7.5 г борнеола и 14.0 г
изоборнеола поместили в сосуд объемом 5
л и выдерживали при 503 K до достижения
равновесия. Рассчитать мольные доли и
массы борнеола и изоборнеола в
равновесной смеси.
32.Р
27.Р
33.Р Зависимость константы равновесия
реакции
2C3H6(г) = C2H4(г) + C4H8(г)
от температуры между 300 К и 600 К
описывается уравнением
ln K = –1.04 –1088 /T +1.51 105 /T2.
Рассчитать rGo , rHo и rSo реакции при
400 К.
Константа равновесия реакции
CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(г)
при 500 K равна KP = 6.09 10–3. Рассчитать
общее
давление,
необходимое
для
получения метанола с 90% выходом, если
CO и H2 взяты в соотношении 1: 2.
28.Р При 25oC fGo (NH3) = –16.5 кДж.
моль–1.
Рассчитать
реакции
rG
образования NH3 при парциальных
давлениях N2, H2 и NH3, равных 3 атм, 1
атм и 4 атм соответственно. В какую
сторону
реакция
будет
идти
самопроизвольно при этих условиях?
29.Р Рассчитать стандартную энтальпию
реакции,
для
которой
константа
равновесия
а) увеличивается в 2 раза, б) уменьшается в
2 раза при изменении температуры от 308
К до 318 К.
30.Р Рассчитать общее давление, которое
необходимо приложить к смеси 3 частей H2
и 1 части N2, чтобы получить равновесную
смесь, содержащую 20% NH3 по объему
при 400oC. Константа равновесия для
реакции
N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)
o
при 400 C равна K = 1.60 10–4.
31.Р При 25oC fGo (NH3) = –16.5 кДж.
моль–1.
Рассчитать
реакции
rG
образования NH3 при парциальных
давлениях N2, H2 и NH3, равных 1 атм, 0.5
атм и 5 атм соответственно. В какую
сторону
реакция
будет
идти
самопроизвольно при этих условиях?
Экзотермическая реакция
CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(г)
находится в равновесии при 500 K и 10
бар. Если газы идеальные, как повлияют на
выход метанола следующие факторы: а)
повышение T; б) повышение P; в)
добавление инертного газа при V = const; г)
добавление инертного газа при P = const;
д) добавление H2 при P = const?
34.Р Оксид ртути диссоциирует по
реакции
2HgO(тв) = 2Hg(г) + O2(г).
При 420 oC давление газов равно 5.16 104
Па, а при 450 oC 10.8 104 Па. Рассчитать
константы
равновесия
при
этих
температурах и энтальпию диссоциации на
моль HgO.
35.Р Превращение
кристаллической
модификации
углекислого
кальция
«арагонит» в модификацию «кальцит» при
25 °С сопровождается уменьшением
изобарно–изотермического потенциала на
190 кал/моль. При каком давлении при
этой же температуре обе формы CaCO3
могут сосуществовать? Известно, что
плотность арагонита 2,93, а кальцита – 2,71
г/см3.
36.Р При температуре 400 K получена
равновесная газовая реакционная смесь A2
и А, в которой оба вещества представлены
в
равных
мольных
количествах.
Суммарное давление полученной смеси
равно 2 бар. Определите энтальпию
диссоциации А2, если известно, что после
изохорного нагревания до температуры
500 K количество молей димера А2 в новой
равновесной смеси уменьшилось в два
раза.
37.Р Для
диссоциации
N2O4
с
образованием NO2 при 298 К КР = 0,141.
Рассчитать равновесный состав в системе
при общем давлении 1 бар при общем
давлении 0,1 бар при наличии только N2O4
в начальном состоянии.
38.Р Рассчитать общее давление, которое
необходимо приложить к смеси 3 частей H2
и 1 части N2, чтобы получить равновесную
смесь, содержащую 99% NH3 по объему
при 400oC. Константа равновесия для
реакции
N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)
o
при 400 C равна K = 1.60 10–4.
39.Р При 250oC и общем давлении 1 атм
PCl5 диссоциирован на 80% по реакции
PCl5 (г) = PCl3 (г) + Cl2(г).
Чему будет равна степень диссоциации
PCl5, если в систему добавить N2, чтобы
парциальное давление азота было равно 0.9
атм? Общее давление поддерживается
равным 1 атм.
40.Р
При 2000oC для реакции
N2(г) + O2(г) = 2NO(г)
Kp = 2.5 10–3. В равновесной смеси N2, O2,
NO и инертного газа при общем давлении
1 бар содержится 80% (по объему) N2 и
16% O2. Сколько процентов по объему
составляет NO? Чему равно парциальное
давление инертного газа?
12.5%, 54 атм.
1. 2.03 . 10–3.
2. 0.696.
3. 0.347 атм.
4. 1.60 . 10–3.
5. 18.0 атм.
41.Р Рассчитать стандартную энтальпию
реакции,
для
которой
константа
равновесия а) увеличивается в 2 раза, б)
уменьшается в 2 раза при изменении
температуры от 0 до 10 С.
42.Р Для
диссоциации
N2O4
с
образованием NO2 при 298 К КР = 0,141.
Рассчитать равновесный состав в системе
при общем давлении 1 бар при добавлении
в систему 0,6 бар аргона (система
расширяется по мере добавления Ar при
постоянном общем давлении 1 бар).
43.Р Для
диссоциации
N2O4
с
образованием NO2 при 298 К КР = 0,141.
Рассчитать равновесный состав в системе
при общем давлении 10 бар и добавлении в
систему 0,6 бар
аргона (система
расширяется по мере добавления Ar при
постоянном общем давлении 1 бар).
44.Р
Для реакции
Ag2CO3(тв) = Ag2O(тв) + CO2(г)
Получены
данные
по
зависимости
константы равновесия от температуры:
T, K
350
400
450
500
KP
0.000398 0.0141 0.186
1.48
Определить
стандартную
энтальпию
реакции в этом температурном интервале.
45.Р Оксид ртути диссоциирует по
реакции
2HgO(тв) = 2Hg(г) + O2(г).
При 420oC давление газов равно 5.16 104
Па, а при 450oC 10.8 104 Па. Рассчитать
константы
равновесия
при
этих
температурах и энтальпию диссоциации на
моль HgO.
6. m (HI) = 9.65 г, p (HI) = 1.44 атм,
p(I2) = 0.03 атм, p(H2) = 1.19 атм.
7. 2.22.
8. 23 1 атм.
9. –14.38 кДж . моль–1 , в сторону
образования NH3.
10. а) уменьшится; б) увеличится; в) не
изменится; г) уменьшится; д)
увеличится.
11.
mI
12.
13.
14.
15.
xB = 0.904, XI = 0.096, mB = 19.44 г,
= 2.06 г.
16.7 кДж . моль–1 , 0.79 бар.
30.1 атм.
97.3%.
1.8%, 0.022 бар.
16. +53 кДж . моль–1 , –53 кДж . моль–1.
17. 0.0196, 0.1794, 154 кДж . моль–1.
18. 80 кДж . моль–1.
19. 9.37 кДж . моль–1 , 2.77 кДж . моль–1
и –16.5 Дж . К–1 .моль–1